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初中电学物理竞赛题:灯与变阻器相关电路问题的解题过程

2026-01-21 20:27:07辅导探讨0

在像图示那样的电路里面,电源所具备的电压以及灯L的电阻,都维持着不变的状态,灯L标有“9V 9W”这样的字样 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

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(1)求灯L正常发光时的电阻;3Tw物理好资源网(原物理ok网)

(2)在R的滑片P处于a端,并且闭合S1同时断开S2的情况下,灯L两端实际电压是额定电压的2/3,那么此时灯L工作lmin所消耗的电能究竟是多少呢 ?3Tw物理好资源网(原物理ok网)

(3)当,R的滑片P处于中点c的位置初中电学物理竞赛,闭合开关S1、S2的时候,电流表的示数呈现为,求滑动阻器所消耗的电功率,可以吗 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

解题步骤如下,首先,根据额定电压、额定功率字样去求电阻,这是极为常见的一类题型 。接着,具体来看,由公式I等于U除以R,这里的I等于9W除以9V,得出I等于1A 。最后,再依据R等于U除以I,在这里U是9V,I是1A,从而算出R等于9Ω 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

当R的滑片P处于a端,闭合S1,断开S2时来讲,灯L与R是串联的状态,U实等于2/3U额,2/3U额等于2/3乘以9V,其结果为6V,I实等于U实除以RL,U实是6V,RL是9Ω,I实等于6V除以9Ω,其结果为2/3A 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

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W实= U实I实t=6V×2/3A×60s=240J3Tw物理好资源网(原物理ok网)

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假设存在一个滑动变阻器,该滑动变阻器的电阻设定为R,同时存在一个电源,电源的电压规定为U;当这个R的滑片P处于中点c的位置时,其对应的电路图呈现出如图所示的样子,在这个时候,灯L与R串联在一起,之后再跟R进行并联。所以,依据式子I=I1+I2得出它等于U/(RL+R/2)+U/R/2,其结果等于3A,也就是形成这样一个等式① 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

于图甲里面,当R的滑片P处在a端之时,合上S1、断开S2之际,U等于UL加上UR,UL为6V,UR是2/3A乘以R,即为那种情况,有这样的等式,U等于UL加上UR等于6V加上2/3A乘R,此为②式 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

由①②联立解得:U=18V, R=18Ω,3Tw物理好资源网(原物理ok网)

R=-36Ω(舍去)3Tw物理好资源网(原物理ok网)

当R的滑片P处于中点c的这个时候,通过L支路的电流,I1的值,它等于U除以RL加上R除以2,也就是I1等于18V除以9Ω加上二分之一乘以18Ω,算出来I1等于1A,而I2等于I减去I1,I是3A,I1是1A,最终得出I2等于3A减去1A等于2A 。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

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上面的滑动变阻器两端电压U1=I1R1=1A×9Ω=9V,3Tw物理好资源网(原物理ok网)

下面的滑动变阻器两端电压U2=U=18V3Tw物理好资源网(原物理ok网)

所以P1=U1I1=9V×1A=9W3Tw物理好资源网(原物理ok网)

P2=U2I2=18V×2A=36W3Tw物理好资源网(原物理ok网)

滑动变阻器消耗的电功率P=P1+P2=9W+36W=45W3Tw物理好资源网(原物理ok网)

小结:此问题的第三问属于难点,解题的关键之处在于初中电学物理竞赛起步网校,其一,要清晰明确电路图,特别是当电阻R的滑片P处于中点c的位置,并且闭合开关S1、S2的时候,先是串联的状态,之后转变为并联的状态。其二,要借助物理知识得出两个方程,将它们联立起来从而组成方程组。3Tw物理好资源网(原物理ok网)

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