Question

【题目】如图是某电器设备的部分电路，电源电压U=4.5V保持不变，灯泡L标有“6V、6W”字样．已知闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为2.025W，不计灯丝电阻随温度的变化．

（1）求定值电阻R3的阻值；

（2）三个开关S1，S2，S3都闭合时，求通过电流表的电流大小；

（3）电压表的量程为0﹣3V，电流表的量程为0﹣0.6A，滑动变阻器R2的阻值在0﹣20Ω内可调，只闭合开关S2，在保证电表安全的情况下，求灯泡L消耗的电功率的变化范围．

Answer 1

【答案】（1）10Ω；（2）1.2A；（3）0.375W～2.16W

【解析】试题分析：（1）闭合开关S1和S2时，电路为R1的简单电路，

由P=可得，定值电阻R3的阻值：R3===10Ω；

（2）三个开关S1，S2，S3都闭合时，R1与L并联，电流表测干路电路，

由P=可得，灯泡的电阻：RL===6Ω，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，电路中的总电阻：R===3.75Ω，

通过电流表的电流大小：I===1.2A；

（3）只闭合开关S2时，灯泡L与R2串联，电流表测电路中的电路，电压表测L两端的电压，

灯泡的额定电流：IL===1A，

因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，

所以，电路中的最大电流I大=0.6A，

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

当电压表的示数最大U2=3V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，灯泡两端的电压：UL′=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V，

灯泡L消耗的最小功率：PL小===0.375W，

所以，灯泡L消耗的电功率的变化范围0.375W～2.16W