Question

（8分）小剛設計了一種小雞孵化器的電路模型，如圖所示，在一般情況下，只需燈光照明，溫度較低時，則需要加熱。電源電壓為72V，R1為定值電阻，R2為發熱電阻絲改成的滑動變阻器，其上標有“200Ω 3A”的字樣，電流表A1的量程為0～0.6A，電流表A2的量程為0～3A，燈泡上標有“12V 3W”的字樣。求

（1）燈泡正常工作時的電流是多大？

（2）閉合S，斷開S1、S2，燈泡正常工作，求R1的阻值。

（3）S、S1、S2均閉合時，求R2上消耗電功率的最小值和最大值。

 

Answer 1

（1）0.25A （2）240Ω （3）25.92W 194.4W

【解析】

試題分析：（1）燈泡正常工作時的電流是IL＝UL/RL= 3W/12V=0.25A

（2）閉合S，斷開S1、S2，燈泡正常工作，此時R1與L串聯由燈泡正常工作和串聯電路中電流處處相等知：UL=12V，I=IL=0.25A

根據歐姆定律得R1=(U-U1)/I=(72V-12V)/02.5A=240Ω

（3）S、S1、S2均閉合時，燈泡被短路，電阻R1和滑動變阻器R2并聯，電源電壓為U=72V，則U1=U2=U=72V，而滑動變阻器的最大電阻為R大=200Ω，

∴R2消耗電功率的最小值為：P最小＝U2/R2=（72V）/200Ω=25.92W

電阻R1的阻值為240Ω，而U1=U2=U=72V，

∴電流表A1測的通過電阻R1的電流I1＝U/R1=72V/240Ω=0.3A，通過電阻R1的最大電流為I2=3A-0.3A=2.7A，

∴R2消耗電功率的最大值為：P最大 ＝UI2=72V×2.7A=194.4W

考點：歐姆定律；電功率