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(2009•怀柔区一模)在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V3W”字样,电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变.当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标

题目详情
(2009•怀柔区一模)在如图所示的电路中,灯泡L标有“6V  3W”字样,电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变.当开关S1、S2都断开时,滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R接入电路的电阻减小6Ω,电流表示数变化了0.1 A,灯泡恰好正常发光.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A.当开关S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片P的位置(滑片P不接触a端),电路消耗的总功率的最小值为______W.121212
▼优质解答
答案和解析
甲图:当开关S11、S22都断开时,灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rabab串联在电路中,电路电流为I甲.
乙图:当开关S11、S22都断开时,滑片滑到c处,灯泡L和滑动变阻器的Racac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=I-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A,
灯泡电阻为:RL=
U
2
L
PL
=
(6V)2
3W
=12Ω,
根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,IR=IR
I(RL+Rab)=I(RL+Rac),
I(RL+Rab)=I(RL+Rab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),
所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,
U=I(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=I+1.5A=0.5A+1.5A=2A,
所以,电路总电阻为:R=
U
I
=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
PL
UL
PLPLPLLULULULL=
3W
6V
=0.5A,
I=I-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A,
灯泡电阻为:RL=
U
2
L
PL
=
(6V)2
3W
=12Ω,
根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,IR=IR
I(RL+Rab)=I(RL+Rac),
I(RL+Rab)=I(RL+Rab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),
所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,
U=I(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=I+1.5A=0.5A+1.5A=2A,
所以,电路总电阻为:R=
U
I
=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
3W
6V
3W3W3W6V6V6V=0.5A,
I甲=I乙-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A,
灯泡电阻为:RLL=
U
2
L
PL
=
(6V)2
3W
=12Ω,
根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,IR=IR
I(RL+Rab)=I(RL+Rac),
I(RL+Rab)=I(RL+Rab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),
所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,
U=I(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=I+1.5A=0.5A+1.5A=2A,
所以,电路总电阻为:R=
U
I
=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
U
2
L
PL
U
2
L
U
2
L
U
2
L
U
2
L
UU
2
L
2
2
L
LPLPLPLL=
(6V)2
3W
=12Ω,
根据甲乙两个过程电源电压相等,所以,IR=IR
I(RL+Rab)=I(RL+Rac),
I(RL+Rab)=I(RL+Rab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω),
所以,Rab=18Ω,Rac=12Ω,
U=I(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=I+1.5A=0.5A+1.5A=2A,
所以,电路总电阻为:R=
U
I
=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
(6V)2
3W
(6V)2(6V)2(6V)223W3W3W=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(RLL+Rabab)=I乙(RLL+Racac),
I甲(RLL+Rabab)=I乙(RLL+Rabab-6Ω),
0.4A×(12Ω+Rabab)=0.5A×(12Ω+Rabab-6Ω),
所以,Rabab=18Ω,Racac=12Ω,
U=I甲(RLL+Rabab)=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S11、S22,灯泡被短路,R00与Racac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
=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
U
I
UUUIII丙=
12V
2A
=6Ω,
R=
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
12V
2A
12V12V12V2A2A2A=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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
R0Rac
R0+Rac
R0RacR0RacR0Rac0RacacR0+RacR0+RacR0+Rac0+Racac,
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=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
R0× 12Ω
R0+ 12Ω
R0× 12ΩR0× 12ΩR0× 12Ω0× 12ΩR0+ 12ΩR0+ 12ΩR0+ 12Ω0+ 12Ω,
所以,R00=12Ω.
丁图:当开关S11、S22都闭合时,R00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,R00与Rabab并联,
I00=
U
R0
=
12V
12Ω
=1A,
Iab=
U
Rab
=
12V
18Ω
=
2
3
A,
所以,I=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
U
R0
UUUR0R0R00=
12V
12Ω
=1A,
Iab=
U
Rab
=
12V
18Ω
=
2
3
A,
所以,I=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
12V
12Ω
12V12V12V12Ω12Ω12Ω=1A,
Iabab=
U
Rab
=
12V
18Ω
=
2
3
A,
所以,I=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
U
Rab
UUURabRabRabab=
12V
18Ω
=
2
3
A,
所以,I=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
12V
18Ω
12V12V12V18Ω18Ω18Ω=
2
3
A,
所以,I=I0+Iab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
2
3
222333A,
所以,I丁=I00+Iabab=1A+
2
3
A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
2
3
222333A=
5
3
A,
P=UI=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
5
3
555333A,
P丁=UI丁=12V×
5
3
A=20W.
故答案为:20.
5
3
555333A=20W.
故答案为:20.