问题: 初二物理难题!!!高手加油!
第一次,将n个完全相同的灯泡并联后与滑动变阻器R1串联接入电路;第二次,将它们串联后与滑动变阻器R2串联介入电路中。两次实验分别调节R1,R2是所有灯泡均能正常工作,那么第一次实验的电路(包括R1)和第二次实验的电路(包括R2)所消耗的电功率之比是?
解答:
假设所用的电源电压为U,并设每一个灯泡额定功率为P,额定电流为I。则电阻为R=P/II,额定电压为U'=P/I。显然U>nU'[或等于].否则第二次实验无法进行。那我们就取U=nU'.
1,n个串联:R2=0。第二次实验的电路(包括R2)所消耗的电功率为:nP.
2,n个并联:R1=(n-1)R/n。这样按照串联电路电压分配原则,在R1上分到(n-1)U',在并联的灯泡上得到U'电压。灯泡就可正常工作。
第一次实验的电路(包括R1)所消耗的电功率为:
P1=UU/(R1+R并)=nnU'U'/[(n-1)R/n+R/n]=nnU'U'/R=nnP
故第一次实验的电路(包括R1)和第二次实验的电路(包括R2)所消耗的电功率之比是nP/nnP=1/n
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