辨析题:把一个“10V2.0W”的灯泡A接到某一电动势和内阻都不变的电源上,灯泡A实际消耗的功率是2.0W,换上另一个“10V5.0W”的灯泡B接到这一电源上,请判断用电器B实际消耗的电

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 电功/2022-12-13 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

辨析题:把一个“10V  2.0W”的灯泡A接到某一电动势和内阻都不变的电源上,灯泡A实际消耗的功率是2.0W,换上另一个“10V  5.0W”的灯泡B接到这一电源上,请判断用电器B实际消耗的电功率有没有可能反而小于2.0W?某同学分析如下:将“10V 2.0W”的用电器与电源连接,用电器正常工作说明用电器两端电压为10V,现将“10V 5.0W”的用电器B与电源连接,用电器两端电压是10V,B也能正常工作,实际功率是5.0W,所以用电器的实际功率不会小于2.0W.你认为该同学的说法是否正确?如果正确,请你求出两灯串联使用的总功率.如果不正确,请说明理由,并求出灯泡B实际消耗的电功率小于2.0W的条件(设电阻不随温度改变).

◎ 答案

不正确.把路端电压与电源电动势混为一谈,认为路端电压是恒定的,不随外电路改变而改变.
分析电源的内电阻不可忽略,根本闭合电路的欧姆定律有
U=E-Ir=E-
E
R+r
r

由于E、r一定,故当R越大,U也越大,所以当用电器的电阻R变化时,用电器两端的电压U就变化.
设电源电动势为E,内电阻r,
RA=
UA2
PA
=
102
5
Ω=50Ω

RB=
UB2
PB
=
102
5
Ω=20Ω

所以当B连入时,用电器两端的电压将小于10V,它消耗的实际功率将小于5.0W,有可能小于2.0W,
但需要满足:
P1=(
E
RA+r
)
2
RA=2W

P2=(
E
RB+r
)
2
RB<2W

可解得r>

10
Ω

E>10+2

10
V

满足上述条件时,B的实际功率小于2.0W.
答:该同学的说法不正确,他认为路端电压是恒定的,实际上是变化的.
灯泡B实际消耗的电功率小于2.0W的条件是:r>

10
Ω
E>10+2
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10
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