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甲图:当开关S1、S2都断开时,灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联在电路中,电路电流为I甲.
乙图:当开关S1、S2都断开时,滑片滑到c处,灯泡L和滑动变阻器的Rac串联,电路电阻减小,电流增大,I乙=I甲+0.1A,
此时灯泡正常工作,I乙=
PL
UL=[3W/6V]=0.5A,
I甲=I乙-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A,
灯泡电阻为:RL=
U2L
PL=
(6V)2
3W=12Ω,
根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,I甲R甲=I乙R乙,
I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rac),
I甲(RL+Rab)=I乙(RL+Rab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),
所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,
U=I甲(RL+Rab)=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V.
丙图:保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,灯泡被短路,R0与Rac并联,总电阻减小,电源电压不变,总电流增大,
I丙=I乙+1.5A=0.5A+1.5A=2A,
所以,电路总电阻为:R丙=[U
I丙=
12V/2A]=6Ω,
R丙=
R0Rac
R0+Rac,
6Ω=
R0× 12Ω
R0+ 12Ω,
所以,R0=12Ω.
丁图:当开关S1、S2都闭合时,R0与滑动变阻器并联,要使总功率最小,电源电压一定,电路总电流最小,总电阻最大,滑动变阻器电阻最大,电路总电阻最大,所以,R0与Rab并联,
I0=[U
R0=
12V/12Ω]=1A,
Iab=[U
Rab=
12V/18Ω]=[2/3]A,
所以,I丁=I0+Iab=1A+[2/3]A=[5/3]A,
P丁=UI丁=12V×[5/3]A=20W.
故答案为:20.
点评:
本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用.
考点点评: 本题属于比较难的电学计算题,本题通过开关的闭合与断开,滑动变阻器的滑片变化来完成电路的不同过程,针对此类习题,需要弄清几个过程,有几个过程,画几个电路图,找各个过程的不变量,把几个过程联系起来.不同过程电源电压相等是常见的一种方法,此方法即简单,又常用,又典型.
1年前
你能帮帮他们吗
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1年前
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1年前
他离开帐篷, 开始走入森林。 He ________ the tent and ________ ________ ________ into the forest.
1年前
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1年前
一些孩子的父母彻夜在这里打麻将,严重影响了孩子的学习和休息,对孩子的身心健康带来不利影响。你觉得孩子的父母违反了我国法律中有关________的规定。 [ ]
1年前