高二物理选修3-1第二章第七节难题求解

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  • (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%