Question

【题目】某课外科技活动小组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，电源电压为72 V，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“100Ω 3 A”字样，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“12 V 3 W”的字样。

（1）求灯泡正常工作时的电流；

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常发光，求R1的阻值；

（3）S、S1、S2均闭合时，求R2消耗的最大电功率和最小电功率。

Answer 1

【答案】（1）0.25A；（2）240Ω；（3）最小值为 51.84W、最大值为 194.4W

【解析】试题分析：（1）由题意可知，UL=12V，PL=3W，灯泡L正常工作时的电流为：IL=PL/UL=3W/12V=0.25A；（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R1串联，而此时灯泡正常发光，则此时灯泡两端的电压为UL=12V，而电源电压为U=72V，电阻R1两端的电压为U1=U-UL=72V-12V=60V，灯泡L正常工作时的电流为0.25A，故此时电路中的电流为0.25A，电阻R1的阻值为：R1=U1/I=60V/0.25A=240Ω；（3）S、S1、S2均闭合时，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=100Ω，R2消耗电功率的最小值为：P小=U2/R大=（72V）2/100Ω=51.84W；电阻R1的阻值为240Ω，而U1=U2=U=72V，此时通过R1的电流为：I1=U/R1=72V/240Ω=0.3A；此时电流表 A1测通过电阻 R1 的电流，电流表 A2 测干路中的总电流，电流表 A1的量程为0～0.6A，电流表 A2 的量程为 0～3A，则通过 R2的最大电流为：I2=I﹣I1=3A﹣0.3A=2.7A，故R2 消耗电功率的最大值为：P最大=UI2=72V×2.7A=194.4W。