L2均短路,电路中仅剩的就是L3了。既然电源电压是9V,通过L3的电流是0.3A,可以得到RL3=9/0.3=30Ω。对了RL3是固定不变的吗?”
LCL点点头:“各灯泡可以视为定值电阻。”
生物爱继续:“那就可以了。 RL3若是恒定的,可以求出RL3在9V电压下它的功率PL3=U^2/R=81(V^2
)/30Ω=2.7W。根据电学公式的应用原理可得,用电器在工作时的实际电压是它的额定电压的x倍,则它的实际功率就是额定功率的x^2倍。于是得到这样一个比例式:
9V/12V=2.7W/P0L3(P0L3是L3的额定功率,下角标0是标准的意思,如力学中的p0就代表一个标准大气压)
可得P0L3=3.6W。因此 L3的额定功率应为3.6W。”
LCL:“漂亮!我见过有些学生,做这个求L3额定功率的那一问就卡住了!刚才生物爱说的那个电压和电功率的平方比值法我很赞赏,没错,这就是一个做电学计算的捷径。你真的在考场上做的时候啊,不必说明,那个平方比值法可以拿来就用。∵U1/U2=X:Y,∴P1/P2=X^2/Y^2.这样完全可以!这说明啊,我们生物爱对于电学公式的掌握已经非常熟练了,而且能在理解的基础上去应用了!第6题要求用两种方法,给小物理做。”
小物理:“唉!两种方法,叫我怎么想哟!220V
3A,可以得出这个电能表的额定功率是660W。已有用电器消耗的总功率应为:60W·3+75W·1=255W。等等,什么什么,串灯?也就是说灯是串联的!?这题也太……行,那我就继续算,就是一个除法么。(660W-255W)/15W=27.故最多可以打27个灯。”
lcl:“对啊,无论是串联电路还是并联电路,P总都等于P1+P2+P3+...+Pn。还有第2种方法,小物理你真的想不出来了么?”
小物理想了一会,头竟然向右边歪去,被生物爱扶住。
LCL:“我提醒你们下哈,小物理这方法是从电功率的角度上来说的,算对了。那个从电流的角度来说,你们谁有方法?”
见老师们也在冥思苦想,想不出来。于是LCL说:“那就我讲吧!题里不是说了么,3个灯,额定电压220V既然是正常使用那就是应该并联在220V的电路中,因此通过每盏灯的电流应当为66W/220V-=3/11A。3个灯就是3·3/11A=9/11A.电视机也是正常工作的因此也是并联的,所以通过它的电流应为75W/220V=15/44A.那个并联电路是要分流的,因此可支配电流还剩下3A-36/44A-15/44A=81/44A.那么通过1个灯泡的电流是多少呢!15w/220v=3/44A.因此灯泡总数可以为(81/44A)/(3/44A)=81/3=27个灯。”
众人恍然大悟。
LCL:“第6题这样的要求方法的题目,你们有谁有疑问可以下来问我啊!第7题,文瑾你不是想做最后一个题么,你做吧!”
文瑾:“啊,开放性物理题!早知道我就不会没看清题目就说要做了……”
lcl:“其实啊,你做这个开放性的物理应用是对你在电学中的学习是有好处的!对了我得说一下,题目里那有个单位模糊了,那个条件应该是R1为12Ω的定值电阻。文瑾做吧!大家给文瑾同学指错。”
文瑾:“是与R2有关的4个物理量么!求什么好呢,求一个算一个吧,我做这种题也是第一次。可以先求出R2的阻值,再求出R2的功率……R1
R2是串联在电路上的,则总电阻为9V/0.5A=18Ω。R1值为12,则R2的阻值为6.”
LCL:“好,第1个物理量R2的电阻出来了,你接下来可以求功率了吧?”
文瑾:“既然R1:R2=2:1.则U1:U2=2:1,∴U2=[9/(2+1)]1=3V.因此R2功率P2=U^2/R=9(V^2)/6Ω=1.5W。接下来,我想求R2在5min内所消耗的热量。”
LCL:“很好,这就是第3个物理量,做吧。”
文瑾:“这就简单了,Q=W=PT=1.5W·300s=450j。”
LCL:“第4个物理量是什么呢?文瑾?”
见文瑾冥思苦想,LCL说:“嗨,其实第4个物理量你已经算出来了。可以说说,初中电学常见的物理量都有那些?无非就是电流、电压、电阻、电能(电热)、电功率。而题目中的通过R2的电流值已经给出来了,0.5A。R2阻值和功率、以及它消耗的热量你都求出来了,那么这个电压为什么不去求呢?我说的这个电压,其实就是R1
R2串联且电路接通时R2两端的电压。你刚才不是已经在算R2所消耗的功率时求出来这个电压值了,不是3V么?这也可以算作为一个物理量呀。”
LCL看着若有所思的文瑾,于是说:“既然这种开放性物理题目中是这样说的,我们就要把一切的有关于R2的物理量都挖出来!通过R2的电流给了,那就求电压电阻电热电功率吧!开放性题目,以后我会抽时间让你们多做的。毕竟你和小函正在学习初中电学吗!”