335.如图甲所示,电源电压恒为5V,灯泡额定电压为3V,图乙是灯泡的I-U图像,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,定值电阻R1阻值为10Ω,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,求:
⑴灯泡正常发光时的电功率;
⑵当开关都闭合时,滑动变阻器R2的滑片位于中点时,电流表示数的大小;
⑶当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器R2接入电路的阻值范围.
解析:⑴由题意可知:UL额=3V,
由乙图可知:当UL=UL额=3V时,
IL额=I=0.5A,
所以PL额=UL额I额=1.5W;
⑵当开关都闭合,且滑动变阻器R2的滑片位于中点时:
2.1分析电路图可知:
①L短路,R1与R2并联,
②V测电源电压U,
③A测干路电流I;
2.2由题意可知:
①U=5V,
②R1=10Ω,
③R2=10Ω/2=5Ω,
所以I=U/R1+U/R2
=5V/10Ω+5V/5Ω
=0.5A+1A
=1.5A;
⑶当开关S、S2闭合,S1、S3断开时:
3.1分析电路图可知:
①R1断路,
②R2和L串联,
③V测R2两端电压U2,
④A测量电路中电流I';
3.2由题意可知:
①IL额=0.5A,
②R2额定电流I额=1A,
③电流表量程为0~3A,
则可知电路中最大电流Imax=0.5A;
当Imax=0.5A时,
ULmax=UL额=3V,
则U2min=U-ULmax=2V,
R2min=U2min/Imax=4Ω;
④电压表量程为0~3V,
则可知U2max=3V,
ULmin=U-U2max=2V,
由乙图可知,此时Imin=0.4A,
所以R2max=U2max/Imin=7.5Ω,
综上:R2接入电路的阻值范围为4~7.5Ω。
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