百度作业网高二物理选修3-1第二章第七节难题求解
来源：学生作业帮 编辑：百度作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/11 17:10:16
高二物理选修3-1第二章第七节难题求解
如图2-7-16所示电路,变阻器R1的最大阻值为4欧,此时它的有效电阻为2欧,定值电阻R2=6欧,电源内阻r=1欧.当开关闭合时,电源的总功率为16瓦,输出功率为12瓦,这时灯泡正常发光.求：
（1）电灯的电阻
（2）当开关断开时,要使灯泡仍然能正常发光,R1的滑片应当移到什么位置?并求出此时电源的输出功率和电源的效率?
如图2-7-16所示电路,变阻器R1的最大阻值为4欧,此时它的有效电阻为2欧,定值电阻R2=6欧,电源内阻r=1欧.当开关闭合时,电源的总功率为16瓦,输出功率为12瓦,这时灯泡正常发光.求：
（1）电灯的电阻
（2）当开关断开时,要使灯泡仍然能正常发光,R1的滑片应当移到什么位置?并求出此时电源的输出功率和电源的效率?
（1）由“当开关闭合时,电源的总功率为16瓦,输出功率为12瓦,这时灯泡正常发光.”知
P总＝E*I总＝16瓦
P出＝U*I总＝12瓦
P内＝P总－P出＝I总^2* r ＝16－12＝4瓦
所以总电流是 I总＝2安 （因电源内阻 r＝1欧）
电动势 E＝8伏特,路端电压 U＝6伏特
R2中的电流是 I2＝U / R2＝6 / 6=1 安
R1中的电流是 I1＝I总－I2＝2－1＝1安
因两个支路的电流相等,所以有 R2＝R1＋R灯
得灯的电阻是 R灯＝R2－R1＝6－2＝4欧
（2）当开关断开时,要使灯泡仍然能正常发光,即要保证灯的电流仍为 I灯＝1安
设此时R1的值是 R1x
则 I灯＝E / (R1x＋R灯＋r )
1＝8 / (R1x＋4＋1 )
得此时变阻器的电阻值是 R1x＝3欧
此时的路端电压是 U`＝E－I灯*r＝8－1*1＝7伏特
电源输出功率是 P出`＝I灯*U`＝1*7＝7瓦
电源效率是 n＝U` / E＝7 / 8*100%＝87.5%
P总＝E*I总＝16瓦
P出＝U*I总＝12瓦
P内＝P总－P出＝I总^2* r ＝16－12＝4瓦
所以总电流是 I总＝2安 （因电源内阻 r＝1欧）
电动势 E＝8伏特,路端电压 U＝6伏特
R2中的电流是 I2＝U / R2＝6 / 6=1 安
R1中的电流是 I1＝I总－I2＝2－1＝1安
因两个支路的电流相等,所以有 R2＝R1＋R灯
得灯的电阻是 R灯＝R2－R1＝6－2＝4欧
（2）当开关断开时,要使灯泡仍然能正常发光,即要保证灯的电流仍为 I灯＝1安
设此时R1的值是 R1x
则 I灯＝E / (R1x＋R灯＋r )
1＝8 / (R1x＋4＋1 )
得此时变阻器的电阻值是 R1x＝3欧
此时的路端电压是 U`＝E－I灯*r＝8－1*1＝7伏特
电源输出功率是 P出`＝I灯*U`＝1*7＝7瓦
电源效率是 n＝U` / E＝7 / 8*100%＝87.5%