Question

11．如圖所示的電路中，用電動勢E=6V的電池組向電阻R₀=15Ω，額定電壓U₀=4.5V的燈泡供電．移動滑動變阻器R的滑動片，使燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)為0.6A，不計電源和電流表的電阻．求：變阻器消耗的電功率P_R，電路的效率η（燈泡消耗的功率為有效功率）．

Answer 1

分析 變阻器的功率等于上下兩部分功率之和．燈泡正常發(fā)光，其電壓為U₀=4.5V．電源的內(nèi)阻不計，路端電壓U=E=6V，可確定出變阻器上下兩部分的電壓和電流，即可由功率公式P=UI分別求出變阻器消耗的電功率P_R．電路的效率等于燈泡的功率與總功率百分比．

解答 解：變阻器上部分電阻R₁的電壓：U₁=E-U₀=1.5V
 R₁的功率：P₁=U₁I=1.5×0.6W=0.9W
 燈泡電流：I₀=$\frac{{U}_{0}^{\;}}{{R}_{0}^{\;}}$=$\frac{4.5}{15}$A=0.3A  
 變阻器上部分電阻R₂電流：I₂=I-I₀=0.3A
 R₂功率：P₂=U₀I₂=4.5×0.3W=1.35W  
 變阻器消耗的電功率：P_R=P₁+P₂=2.25W
故電路的效率：η=$\frac{{P}_{0}^{\;}}{{P}_{R}^{\;}+{P}_{0}^{\;}}$×100%=$\frac{1.35}{3.6}$×100%=37.5%
答：變阻器消耗的電功率${P}_{R}^{\;}$為2.25W，電路的效率η為37.5%

點評 本題關(guān)鍵要根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，確定各部分電阻的電壓和電流，知道效率的含義，運用歐姆定律和功率公式列式求解．