一道很高深的初二物理题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/22 20:29:13
题目:一个电源,一个滑动变阻器,一个灯泡,一个开关串联起来.电源为12V,灯泡上标有"12V 6W",闭合开关后,当变阻器接入电路的阻值为最大的电阻的四分之一时和接入最大阻值时的功率是一样的.求这个变阻器的最大阻值是多少?

要有过程啊.
"二边同时开方得:",开方?开方是什么东西?开方是初二学的吗?开方我还没见过呢?有没有不用开方算的.

这个变阻器的最大阻值是R

灯的电阻是R1=U^2/P=144/6=24

(1)接入的电阻是R/4时,电阻二边的电压是U1=12*(R/4)/(R/4+24)=3R/(R/4+24)

功率是P=U1^2/(R/4)=9R^2/(R/4+24)^2*4/R=36R/(R/4+24)^2

(2) 接入最大电阻时,其电压是:U2=12*R/(R+24)
功率是P2=U2^2/R=144R/(R+24)^2

所以,36R/(R/4+24)^2=144R/(R+24)^2
二边同时开方得:
6/(R/4+24)=12/(R+24)

(R+24)=2(R/4+24)

R+24=R/2+48

R=48

即最大电阻是48

设滑动变阻器的最大电阻为R,
由P=U^2/R可知,
灯泡的电阻为R1=12^2/6=24,
由于是串联,两种情况下,电路中的电阻分别为R/4+R1;R+R1,
于是有
P=(U/(R/4+R1))^2*R/4
P=(U/(R+R1))^2*R
两者相等,
(U/(R/4+R1))^2*R/4=(U/(R+R1))^2*R

R1=24,U=12带入
可以解得,R=48

根据题意我们可以这样思考:当变阻器为1/4R时和R时的功率是一样的,那么根据P=I^2R---那么这两种情况下的电流关系,当1/4R的电流必须以2倍的于R时的电流才能达到相同的功率.因此该题可以这样解答:
灯的阻值为24欧这个计算楼上已经有了.
1/4R时的电流为:12/(0.25R+24)
------------- =2
R时的电流为: 12/(R+24)

那么计算结果为R=48欧

解:设这个变阻器的最大阻值是R
因为P=UI I=U/R
所以P=U^2/R