如图所示电路中定值电阻R=3欧,当开关S断开时,电源内、外电路消耗的功率之比为1:3,当开关S闭合时,内外电路消耗的功率

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  • 当开关断开时,电源与灯的电流相等,由P=I^2*r 知,P内:P外=r源:R灯,即r源:R灯=1:3,这时灯电压U灯1=E*R灯 /(r源+R灯)=3E /4,E是电源电动势,得灯消耗功率为

    P1=U灯1^2 /R灯=9*E^2 /(16R灯)

    当开关闭合时,电阻R与灯并联,并联的总电阻 R并=R*R灯 /(R+R灯),由题意知内外电路消耗功率之比为1:1,得 R并=r源 ,这时路端电压为U=E*R并 /(r源+R并)=E*r源 /(r源+r源)

    即灯这时的电压 U灯2=U=E /2 ,所以灯的功率为 P2=U灯2^2 /R灯=E^2 /(4R灯)

    所以,所求功率之比是 P1:P2=[9*E^2 /(16R灯)]:[E^2 /(4R灯)]=9:4