一道不简单的物理题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/07/05 08:52:49
把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒定为18V的电路中，电流表量程为0-0．6A”，电压表量程为“0－15V”，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变）．
求（1）灯泡和总功率最大值．
（2）灯泡和总功率最小值．

这也太简单了吧

按一般想法，电压表两端与灯泡并联，电流表串在灯泡上

灯泡最大允许电流 3W/6V = 0.5A，
灯泡电阻 R0 = 6V/0.5A = 12Ω

灯泡功率 P0 = I^2R0，I 最大（电流表和灯泡允许电阻的最小值）0.5A 时 P0 最大值为 0.5*0.5*12 = 3 [W]，此时它两端电压 6V；
而此时滑动变阻器上电压 18-6 = 12 [V]，电流为 0.5 A，则电阻为 12/0.5 = 24 [Ω]

在滑动变阻器取最大值 100Ω 时，电流 I 最小，为 18/112 = 0.161 [A]，此时灯泡功率最小，为 0.161^2*12 = 0.31 [W]

实际上，因为最大允许电流不能超过 0.5A (小灯泡的最大允许电流)，滑动变阻器不能低于 24Ω，此时总电阻为 36Ω；
总功率为最大值，P = UI = 18*0.5 = 9 [W]

至于最小总功率，因总电压不变，因此用 P = U^2/R 计算比较方便，其中 P, R 分别为总功率、总电阻，也是在总电阻最大，即 100Ω 的时候，有
P = 18^2/112 = 2.89 [W]

明确电路接法
电流表干路
电压表用来测滑动变阻器
按电流表最大，电压表最大，灯泡额定最大算出各个值之间大小关系
有电流最大时是0.5A
最小时是0.25A
换成功率是3W和0.75W

supersarah - 大魔法师 八级确实厉害

简单，这题也问