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践行者初中物理电学典题详解第618题
618.如图电路 ， 电源电压保持不变 ， 滑动变阻器R1标有“30Ω 1A” ， 定值电阻R0的阻值为10Ω ， 小灯泡L标有“6V 3.6W”（电阻不随温度而变化） ， 电流表的量程为0～3A 。 当S闭合 ， S1、S2断开 ， 滑片P移到R的中点时 ， 小灯泡恰好正常发光 。 在保证电路安全的前提下 ， 电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( )
A 1:4 B.1:8 C.2:7 D.3:20
解析:1当只闭合S ， 且R1滑片置于中点时:
1.1分析电路图可知:
①L与R1串联 ， ②A测量电路中的电流I；
1.2由题意可知:
①L正常发光 ， 且RL不随温度变化 ，
【此题让你知晓在保证电路安全的前提下，如何确定电路总功率的最值】UL额=6V ， PL额=3.6W ，
则:I=IL额=PL额/UL额=3.6W/6V=0.6A ，
UL=UL额=6V ，
RL=UL额/PL额=6V/0.6A=10Ω ，
②R1max=30Ω ， 则R1=R1max/2=30Ω/2=15Ω ，
则U=UL+IR1=6V+0.6A×15Ω=15V 。
2在保证电路安全的前提下:
2.1欲使电路消耗的总功率最大 ， 只需闭合S、S1、S2 ， 此时L短路 ， R0与R1max并联 ， A测量干路中的电流I' ， 电路图如下图所示；
2.2由题意可知:
①U=15V ， ②R0=10Ω ，
③R1标有“30Ω 1A”字样 ， 则I1max=1A ，
又I0=U/R0=15V/10Ω=1.5A ，
所以I'max=I0+I1max=1.5A+1A=2.5A ，
则Pmax=UI'max；
2.3欲使电路消耗的总功率最小 ， 只需闭合S ， 且将R1滑片置于最右端 ， 此时L与R1max串联 ， A测量电路中的电流I'' ， 电路图所下图所示；
2.4由题意可知:
①U=15V ， ②RL=10Ω ， ③R1max=30Ω ，
则:I''min=U/(RL+R1max)=15V/(10+30)Ω=0.375A ，
Pmin=UI''min；
2.5综上:Pmin∶Pmax=Imin∶Imax
=0.375A∶2.5A=3∶20 ， 故D正确 。
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