Question

【题目】如图所示,电源电压恒定为4V,小灯泡R2上标有“6V 1.8W”字样(忽略灯泡电阻的变化),滑动变阻器R3的最大电阻为20Ω,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V。请画出第(2)、(3)小题的等效电路图。求

(1)小灯泡R2的电阻是多少?

(2)只闭合开关S、S1、S2,变阻器R3消耗的最大电功率是多少?

(3)只闭合开关S、S3,当滑片P在某一位置,电阻R1上的电压为1.5V,变阻器R3消耗的电功率为0.75W。开关处于此状态下,为保护电路元件,变阻器R3接入电路中的最大电阻是多少?

Answer 1

【答案】（1）20(Ω)；（2）1.6(W)；（3）①5(Ω)；②15Ω。

【解析】（1）根据计算小灯泡R2的电阻是：

；

（2）只闭合开关S、S1、S2时R1被短路，R2和R3并联接入电路，等效电路图为：

并联时支路两端的电压都等于电源电压，所以通过R2的电流为：

；

根据电流表的量程，可得通过R3的最大电流为：

；

则R3的最大功率为：

；

（3）只闭合开关S、S3时，R1与R3串联，电压表测量R3的电压，等效电路为：

当滑片P在某一位置,电阻R1上的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为：

，

根据变阻器R3消耗的电功率为0.75W，可得通过两电阻的电流为：

，

则R1的阻值为：；

此状态下，滑动变阻器接入电路的电阻越大时，两端分得电压越高，根据电压表的量程，电压最高为3V，则R1两端的电压为：

，

此时电路电流又为：，

则滑动变阻器R3接入电路中的最大电阻为：

。