Question

在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U=6V，小灯泡R2标有（6V3W）字样，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω，请画出该题的各个等效电路图．

（1）只闭合开关S1和S3时，电路消耗的功率为6W，则闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻R=？

（2）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1时，R1消耗的最大功率为P1，只闭合开关S2时，R2消耗的最小功率为P2，则P1∶P2=？

 

Answer 1

（1）闭合开关S1、S2和S3时，电路的总电阻为4Ω；

（2）P1∶P2=72∶25．

【解析】

试题分析：

（1）只闭合开关S1和S2时，电路中只有R1等效电路如下图，

闭合开关S1、S2和S3时，R3被短路，R1 R2并联，等效电路如下图R2=

由并联电路电阻关系，经计算得R=4Ω

（2）只闭合开关S1时，R1与R3串联，电压表测量R3两端电压，等效电路如下图。由公式P=I2R1，电路中电流越大，R1消耗的最功率越大，由于电流表的量程为0-0.6A，当I=0.6A时，U3=U﹣IR1=6V﹣0.6A×6Ω=2.4V＜3V，不会损坏电压表，所以电路中最大电流为0.6A, P1=I2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W

只闭合开关S2时, R2与R3串联，电压表测量R3两端电压，由公式P=I2R1，电路中电流越小，R1消耗的最功率越小，当滑动变阻器电阻变大时，电压表示数也会变大，由于电压表的量程为0-3V，当电压表的示数为3V时，滑动变阻器电阻最大，R2消耗的功率最小，

R2两端电压U2=6V-3V=3V.

P2===0.75W

P1∶P2=2.16W∶0.75W=72∶25

考点：等效电路图的画法和串并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用