實際的電源是有內阻的,相當於一個電壓為U的理想電源和電阻r串聯,其等效電路如圖*所示;圖乙中,電源電壓為U=4...
問題詳情:
實際的電源是有內阻的,相當於一個電壓為U的理想電源和電阻r串聯,其等效電路如圖*所示;圖乙中,電源電壓為U=4V,定值電阻R1=24Ω,只閉合開關S時,電流表示數為0.16A;當開關S和S1同時閉合時,電流表示數為0.4A.不考慮溫度對燈絲電阻的影響,試求:
(1)電源的內阻r;
(2)燈泡L的阻值;
(3)電源在使用過程中,電源自身的內阻會逐漸增大,試說明:隨著電源使用時間的增長,燈泡的亮度會越來越暗.
【回答】
【考點】歐姆定律的應用;電功率的計算.
【分析】(1)只閉合開關S時,R1與電源的阻值r1串聯,電流表測電路中的電流,根據歐姆定律求出電路中的總電阻,利用電阻的串聯求出電源的內阻;
(2)當開關S和S1同時閉合時,L與R1並聯後與電源內阻r串聯,電流表測幹路電流,根據歐姆定律求出電路中的總電阻,利於電阻的串聯求出並聯部分的電阻,利於電阻的並聯求出燈泡的電阻;
(3)電源在使用過程中,電源自身的內阻會逐漸增大,根據串聯電路的分壓特點可知並聯部分分得的電壓變化,根據P=可知燈泡實際功率的變化,據此進行解答.
【解答】解:(1)只閉合開關S時,R1與電源的阻值r1串聯,電流表測電路中的電流,
由I=可得,電路中的總電阻:
R===25Ω,
因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和,
所以,電源的內阻:
r=R﹣R1=25Ω﹣24Ω=1Ω;
(2)當開關S和S1同時閉合時,L與R1並聯後與電源內阻r串聯,電流表測幹路電流,
電路中的總電阻:
R′===10Ω,
並聯部分的電阻:
R並=R′﹣R1=10Ω﹣1Ω=9Ω,
因並聯電路中總電阻的倒數等於各分電阻倒數之和,
所以, =+,即=+,
解得:RL=14.4Ω;
(3)電源在使用過程中,電源自身的內阻會逐漸增大,則電源因為內阻而消耗的電壓增大;
根據串聯電路的分壓特點可知,電壓R1和燈泡L並聯部分分得的電壓變小,
根據P=可知,燈泡的實際功率變小,
所以,隨著電源使用時間的增長,燈泡的亮度會越來越暗.
答:(1)電源的內阻為1Ω;
(2)燈泡L的阻值位14.4Ω;
(3)說明如上所示.
知識點:電功率
題型:計算題
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