Question

【題目】如圖是某電器設備的部分電路，電源電壓U=4.5V保持不變，燈泡L標有“6V、6W”字樣．已知閉合開關S1和S3時，電路消耗的功率為2.025W，不計燈絲電阻隨溫度的變化．

（1）求定值電阻R3的阻值；

（2）三個開關S1，S2，S3都閉合時，求通過電流表的電流大小；

（3）電壓表的量程為0﹣3V，電流表的量程為0﹣0.6A，滑動變阻器R2的阻值在0﹣20Ω內可調，只閉合開關S2，在保證電表安全的情況下，求燈泡L消耗的電功率的變化范圍．

Answer 1

【答案】（1）10Ω；（2）1.2A；（3）0.375W～2.16W

【解析】試題分析：（1）閉合開關S1和S2時，電路為R1的簡單電路，

由P=可得，定值電阻R3的阻值：R3===10Ω；

（2）三個開關S1，S2，S3都閉合時，R1與L并聯，電流表測干路電路，

由P=可得，燈泡的電阻：RL===6Ω，

因并聯電路中總電阻的倒數等于各分電阻倒數之和，

所以，電路中的總電阻：R===3.75Ω，

通過電流表的電流大小：I===1.2A；

（3）只閉合開關S2時，燈泡L與R2串聯，電流表測電路中的電路，電壓表測L兩端的電壓，

燈泡的額定電流：IL===1A，

因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，

所以，電路中的最大電流I大=0.6A，

則燈泡消耗的最大功率：PL大=I大2RL=（0.6A）2×6Ω=2.16W，

當電壓表的示數最大U2=3V時，電路中的電流最小，燈泡消耗的電功率最小，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡兩端的電壓：UL′=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V，

燈泡L消耗的最小功率：PL小===0.375W，

所以，燈泡L消耗的電功率的變化范圍0.375W～2.16W