Question

（8分）小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热。电源电压为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200Ω 3A”的字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“12V 3W”的字样。求

（1）灯泡正常工作时的电流是多大？

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值。

（3）S、S1、S2均闭合时，求R2上消耗电功率的最小值和最大值。

 

Answer 1

（1）0.25A （2）240Ω （3）25.92W 194.4W

【解析】

试题分析：（1）灯泡正常工作时的电流是IL＝UL/RL= 3W/12V=0.25A

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，此时R1与L串联由灯泡正常工作和串联电路中电流处处相等知：UL=12V，I=IL=0.25A

根据欧姆定律得R1=(U-U1)/I=(72V-12V)/02.5A=240Ω

（3）S、S1、S2均闭合时，灯泡被短路，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电源电压为U=72V，则U1=U2=U=72V，而滑动变阻器的最大电阻为R大=200Ω，

∴R2消耗电功率的最小值为：P最小＝U2/R2=（72V）/200Ω=25.92W

电阻R1的阻值为240Ω，而U1=U2=U=72V，

∴电流表A1测的通过电阻R1的电流I1＝U/R1=72V/240Ω=0.3A，通过电阻R1的最大电流为I2=3A-0.3A=2.7A，

∴R2消耗电功率的最大值为：P最大 ＝UI2=72V×2.7A=194.4W

考点：欧姆定律；电功率