Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為4.5V，燈泡上標有“3V1.5W”字樣，定值電阻R1的阻值為15Ω，滑動變阻器R2上標有“30Ω，1A”字樣，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。求：

(1)燈泡正常工作是的電阻為多大？

(2)當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路的總功率最小為多大？

(3)當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在保證電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍是什么？

Answer 1

【答案】(1)6Ω；(2)2.205W；(3)3Ω~12Ω

【解析】

(1)由可得燈泡正常工作時的電阻

(2)當開關 S、S1、S2 閉合，S3 斷開時，定值電阻R1與滑動變阻器R2并聯，燈泡短路，則要使功率最小，滑動變阻器應滑至最大阻值30Ω處，由并聯電路分流特點可得干路電流為

則電路的最小總功率為

(3)當開關 S、S3 閉合，S1、S2 斷開時，燈泡L和R2串聯，電壓表測量滑動變阻器電壓，燈泡的額定電流

因為燈泡額定電流I額=0.5A，電流表量程為 0~0.6A，滑動變阻器標有“30Ω 1A”字樣，所以在確保電路元件安全的情況下，電路能承受最大電流為0.5A，由可得對應電路最小電阻為

則R2最小電阻為

因為電壓表量程為 0~3V，所以在確保電路元件安全的情況下，電壓表最大能承受電壓為3V，此時電路中最小電流

則由可得R2最大電阻為

故R2范圍為3Ω~12Ω

答：(1)燈泡正常工作是的電阻為6Ω；

(2)當開關S、S1、S2閉合，S3斷開時，電路的總功率最小為2.205W；

(3)當開關S、S3閉合，S1、S2斷開時，在保證電路元件安全的情況下，滑動變阻器R2的取值范圍是3Ω~12Ω。