串联电路的特点有哪些(一道新颖的电学题会让你理解此消彼长是串联动态电路的主要特点)

对于这道初中物理电学典题第698题,我们首先需要理解电路图甲的结构和电路变化过程。当闭合开关S并调节滑动变阻器的滑片从左端最右端时,电路中的电流会发生变化,而当滑片从右向左滑动到某一点(比如a点)时,灯泡的电流达到最大值,同时灯泡的实际功率为8W。在这个过程之中,我们还需要注意到电流表与两个电压表的读数关系。针对这个题目,我们来逐一分析各个选项的正确性。
首先分析电路图甲中的串联电路结构,其中R1和灯泡L串联在一起。V1测量灯泡两端的电压UL,而V2则测量R1两端的电压U1。当滑片从右端a点时,接入电路的R1阻值逐渐减小,而电路中的电流则从最小值逐渐增大到最大值。这意味着随着R1阻值的减小,灯泡两端的电压UL逐渐增大,而R1两端的电压U1逐渐减小。因此我们可以得出选项A和C是错误的。
接下来分析乙图中的电流和电压关系图像。根据前面的分析,我们知道图像a表示的是电流I与R1两端电压U1的关系,而图像b表示的是电流I与灯泡两端电压UL的关系。从图像中我们可以知道当电流最大时,灯泡两端的电压最大值为ULmax=PL/Imax=8W/0.4A=20V。因此电源电压U=ULmax+U1min=24V。而当电流最小为Imin时,R1的最大阻值R1max=U1max/Imin=40。因此选项B是正确的。同时我们也可以知道电路中的最小总功率Pmin=UImin=7.2W。所以最后得出正确答案为D。解析的过程清楚地说明了这一点的正确性。
