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用电压恒为45V的电源给一个变光灯供电,变光灯中的灯泡的额定电压也是45V,其电阻恒为20Ω.变光灯中的调光电路如右图所示.欲使在调节灯泡亮度的过程中灯泡两端的电压u降低到30V时整个电路的效率仍不低于60%.则:
(1)滑动变阻器R的阻值至少应取多大?
(2)此时这个滑动变阻器至少应当允许通过多大的电流?
(3)这个电路的最高效率可达多少?
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(1)设当u=30V时,滑动变阻器滑动端以上那一段的电阻为R1,则滑动端以下包括灯泡的电阻一定为2R1(因为下段电压为u=30V,上段电压必为u1=15V),于是有
u2
RL
u21
R1
+
u2
2R1
≥0.6
将u=30V,u1=15V,R2=20Ω代入上式得R1≥9Ω.
设滑动变阻器下半端电阻为R2,再由
RxR2
Rx+R2
=2R1≥18Ω得
Rx≥180Ω.
则滑动变阻器的总电阻至少应为R=R1+Rx=189Ω         
(2)滑动变阻器允许通过的最小电流应等于滑动变阻器与灯泡均处于U=45V电压下的电流之和,即 
Imin=
U
R
+
U
RL
=0.238A+2.25A≈2.49A   
(3)当滑动端滑到最上端时,该电路的效率最高,此时的效率应等于通过灯泡的电流与总电流的比值,即 
ηmax=
IL
Imin
=
2.25
2.49
≈90.4%
答:
(1)滑动变阻器R的阻值至少应取189Ω.
(2)此时这个滑动变阻器至少应当允许通过2.49A的电流.
(3)这个电路的最高效率可达90.4%.
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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)滑动变阻器R的阻值至少应取多大?
(2)此时这个滑动变阻器至少应当允许通过多大的电流?
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(1)滑动变阻器R的阻值至少应取多大?此时这个滑动变阻器至少应当允许通过多大的电流?

(2)这个电路的最高效率可达多少?

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科目:高中物理 来源:2010年云南省个旧一中高二上学期期中检测物理卷 题型:计算题

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