典題91:有規格分别為(110 V,60 W)和(110 V,40 W)的燈A 和 8.将它們連接到220 V 的照明電路中,既要使兩燈均正常發光,又要使電路消耗的電功率最小,應選用圖中電路( )

解析:

1為使220V電路中額定電壓為110 V的燈泡正常發光,必須通過分壓的方法,而圖中哪個電路消耗的功率最小,則可通過求得總功率再進行比較的方法,不過這種方法運算量較大,在電路兩端總電壓一定(220 V)的前提下,我們可以通過比較幹路電流大小的方法,來比較消耗的總功率。

2由題意可知，

2.1對于燈A(110V,60W)

RA=U額²/PA額=201.7Ω

IA額=PA額/U額=6A/11

2.2對于燈B(110 V,40 W)

RB=U額²/PB額=302.5Ω

IB額=PB額/U額=4A/11

2.3在A中,可知燈A與B并聯後再與滑動變阻器R串聯。

故分壓電阻 R 應為RA、RB的并聯總電阻,即可滿足A、B均正常發光,而此時幹路電流為A、B 兩燈的額定電流之和，即I=(6/11 4/11)A=10A/11。

拓展:U總=220V，

U并=110V，

I=I并=IA燈 IB燈=I總=10A/11，

則UR=U總-U并=110V，

則R=UR/I=110V/(10A/11)

=121Ω

又R并=RAxRB/RA RB

=121Ω

所以R=R并

2.4在B中,可知燈B與滑動變阻器R串聯後再于燈A并聯。

當 R=RB時,B 能正常發光,但A 兩端電壓220V大于它的額定電壓110V,被燒壞,故選項 B 可直接排除！

拓展:對于電路中燈B與R串聯電路，如下圖所示，

由圖可知，UR=U總-UB

=220V-110V=110V，

又I=IB額，所以 R=RB額。

2.5在C中,燈B與滑動變阻器R并聯後與燈A串聯。

由于 RB>RA,當RB與R 的并聯總電阻等于RA時,可确保燈 A、B 分得相等電壓110V均正常發光,而此時幹路電流為A 的額定電流I=6A/11。

拓展:欲使燈A、B都能正常發光，必須保證燈A、B分配的電壓都等于110V,所以此時電路幹路電流應與燈A的額定電流想到，即I=IA額=6A/11。

則IR=I-IB=2A/11，

故R=U并/IR=605Ω。

2.6在D中,燈A與B并聯後再與滑動變阻器R并(或串)聯。

滑片在變阻器左側時,A、B 兩端電壓為零,如下圖所示:

當滑片移至中間某一位置時,燈A、B與滑動變阻器即并聯又串聯，如下圖所示:

可以确保 A、B兩端電壓為額定電壓為110V,A、B 均可正常發光,而此時幹路中的電流必大于A、B 兩燈額定電流之和,即I>10A/11。

2.7由 P總=U總I可知,幹路電流最小的,電路消耗電功率最小,比較可得,滿足題意要求的是 C.

正确答案:C.

3小結:解答本題時，①要理解滑動變阻器的兩種連接方式(限流式和分壓式)在電路中的作用。

②要抓住在電路兩端電壓一定的前提下,通過比較幹路電流大小的方法,比較電路消耗的總功率。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!