将一个灯泡连在电路中,灯泡正常工作且功率是40W,串联一个电阻R,电阻功率是3.6W
问题描述:
将一个灯泡连在电路中,灯泡正常工作且功率是40W,串联一个电阻R,电阻功率是3.6W
设电源电压不变,灯的电阻不随温度而改变且灯的电阻小于R,此时灯的电功率为多少?
请注意了,是灯的电阻比R小,我实在没办法带了个数字做出来是0.4W,求大神们教教我一个有效的办法
答
因为串联电阻R后,电路总电阻增大了,所以电路总功率必小于40瓦.设电源电压是U,灯的电阻是R1,灯原来功率是P1=40瓦即 P1=U^2 / R1=40瓦 -------方程1当串联一个电阻R后,该电阻消耗功率是 P=3.6瓦,这时灯消耗功率设为 P2显然这时电路中的电流是 I=U /(R1+R)所以 P=I^2*R=[ U /(R1+R)]^2 * R=3.6瓦 -------方程2P2=I^2*R1=[ U /(R1+R)]^2 * R1 -------方程3由方程2和3 得 P2=P*R1 / R由方程1和2 得 P1 / P=(R1+R)^2 / ( R1*R )即 P1 / P=(R1^2+2*R1*R+R^2 )/ ( R1*R )= ( R1 / R)+2+( R / R1) 所以 P1 / P=( P2 / P )+2+( P / P2 )即 40 / 3.6=( P2 / 3.6 )+2+( 3.6 / P2 )整理 得 25*P2^2-820*P2+324=0解得 P2=32.4瓦 或 P2=0.4瓦讨论:因为电阻R<灯电阻R1,所以它们串联时,必是灯消耗功率较大,即 P2>3.6瓦所以,此时灯的功率为 P2=32.4瓦 .额。。。我都说了是灯的电阻比R小,不是R比灯小了。。。不过过程我懂了,就是最后取0.4W舍掉32.4W吧?