Question

【題目】如圖所示,電源電壓恒定為4V,小燈泡R2上標(biāo)有“6V 1.8W”字樣(忽略燈泡電阻的變化),滑動(dòng)變阻器R3的最大電阻為20Ω,電流表的量程為0-0.6A,電壓表的量程為0-3V。請(qǐng)畫出第(2)、(3)小題的等效電路圖。求

(1)小燈泡R2的電阻是多少?

(2)只閉合開關(guān)S、S1、S2,變阻器R3消耗的最大電功率是多少?

(3)只閉合開關(guān)S、S3,當(dāng)滑片P在某一位置,電阻R1上的電壓為1.5V,變阻器R3消耗的電功率為0.75W。開關(guān)處于此狀態(tài)下,為保護(hù)電路元件,變阻器R3接入電路中的最大電阻是多少?

Answer 1

【答案】（1）20(Ω)；（2）1.6(W)；（3）①5(Ω)；②15Ω。

【解析】（1）根據(jù)計(jì)算小燈泡R2的電阻是：

；

（2）只閉合開關(guān)S、S1、S2時(shí)R1被短路，R2和R3并聯(lián)接入電路，等效電路圖為：

并聯(lián)時(shí)支路兩端的電壓都等于電源電壓，所以通過(guò)R2的電流為：

；

根據(jù)電流表的量程，可得通過(guò)R3的最大電流為：

；

則R3的最大功率為：

；

（3）只閉合開關(guān)S、S3時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)量R3的電壓，等效電路為：

當(dāng)滑片P在某一位置,電阻R1上的電壓為1.5V,則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：

，

根據(jù)變阻器R3消耗的電功率為0.75W，可得通過(guò)兩電阻的電流為：

，

則R1的阻值為：；

此狀態(tài)下，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻越大時(shí)，兩端分得電壓越高，根據(jù)電壓表的量程，電壓最高為3V，則R1兩端的電壓為：

，

此時(shí)電路電流又為：，

則滑動(dòng)變阻器R3接入電路中的最大電阻為：

。