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踐行者初中物理電學(xué)典題詳解第618題
618.如圖電路 ， 電源電壓保持不變 ， 滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“30Ω 1A” ， 定值電阻R0的阻值為10Ω ， 小燈泡L標(biāo)有“6V 3.6W”（電阻不隨溫度而變化） ， 電流表的量程為0～3A 。 當(dāng)S閉合 ， S1、S2斷開 ， 滑片P移到R的中點(diǎn)時(shí) ， 小燈泡恰好正常發(fā)光 。 在保證電路安全的前提下 ， 電路消耗總功率的最小值與最大值之比是( )
A 1:4 B.1:8 C.2:7 D.3:20
解析:1當(dāng)只閉合S ， 且R1滑片置于中點(diǎn)時(shí):
1.1分析電路圖可知:
①L與R1串聯(lián) ， ②A測(cè)量電路中的電流I；
1.2由題意可知:
①L正常發(fā)光 ， 且RL不隨溫度變化 ，
【此題讓你知曉在保證電路安全的前提下，如何確定電路總功率的最值】UL額=6V ， PL額=3.6W ，
則:I=IL額=PL額/UL額=3.6W/6V=0.6A ，
UL=UL額=6V ，
RL=UL額/PL額=6V/0.6A=10Ω ，
②R1max=30Ω ， 則R1=R1max/2=30Ω/2=15Ω ，
則U=UL+IR1=6V+0.6A×15Ω=15V 。
2在保證電路安全的前提下:
2.1欲使電路消耗的總功率最大 ， 只需閉合S、S1、S2 ， 此時(shí)L短路 ， R0與R1max并聯(lián) ， A測(cè)量干路中的電流I' ， 電路圖如下圖所示；
2.2由題意可知:
①U=15V ， ②R0=10Ω ，
③R1標(biāo)有“30Ω 1A”字樣 ， 則I1max=1A ，
又I0=U/R0=15V/10Ω=1.5A ，
所以I'max=I0+I1max=1.5A+1A=2.5A ，
則Pmax=UI'max；
2.3欲使電路消耗的總功率最小 ， 只需閉合S ， 且將R1滑片置于最右端 ， 此時(shí)L與R1max串聯(lián) ， A測(cè)量電路中的電流I'' ， 電路圖所下圖所示；
2.4由題意可知:
①U=15V ， ②RL=10Ω ， ③R1max=30Ω ，
則:I''min=U/(RL+R1max)=15V/(10+30)Ω=0.375A ，
Pmin=UI''min；
2.5綜上:Pmin∶Pmax=Imin∶Imax
=0.375A∶2.5A=3∶20 ， 故D正確 。
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