359.如图是某电器设备的部分电路,电源电压U=4.5V保持不变,灯泡L标有“6V、6W”字样.已知闭合开关S1和S3时,电路消耗的功率为2.025W,不计灯丝电阻随温度的变化.
⑴求定值电阻R1的阻值;
⑵三个开关S1,S2,S3都闭合时,求通过电流表的电流大小;
⑶电压表的量程为0-3V,电流表的量程为0-0.6A,滑动变阻器R2的阻值在0-20Ω内可调,只闭合开关S2,在保证电表安全的情况下,求灯泡L消耗的电功率的变化范围.
解析:1当只闭合S1、S3时:
1.1分析电路图可知:
①L断路,R2短路,V短路,
电路是R1的简单电路,
②A测电路中的电流I1;
1.2由题意可知:①U=4.5V,
②P=2.025W,
则由P=U²/R可知:
R1=U²/P=(4.5V)²/2.025W=10Ω;
2当三个开关S1,S2,S3都闭合时:
2.1分析电路图可知:
①R2、V短路,L与R1并联,
②A测干路电流I;
2.2由题意可知:
①灯泡L标有“6V、6W”字样,
且不计灯丝电阻随温度的变化,
则UL额=6V,PL额=6W,
RL=(UL额)²/pL额=6W,
IL额=PL额/UL=1A,
②U=4.5V,
③R1=10Ω,
所以I=U/RL+U/R1
=4.5V/6Ω+4.5V/10Ω
=0.75A+0.45A
=1.2A;
3当只闭合S2时:
3.1分析电路图可知:
①L与R2串联,
②V浏量R2两端电压U2,
③A测量电路中的电流I';
3.2由题意可知:
①电压表的量程为0-3V,
则可知U2max=3V,
②电流表的量程为0-0.6A,
因为IL额=1A>0.6A,
所以Imax=0.6A
③滑动变阻器R2的阻值在0-20Ω内可调;
3.3当U2max=3V时,
ULmin=U-U2max=1.5V,
PLmin=(ULmin)²/RL=0.375W,
当Imax=0.6A时,
PLmax=(Imax)²RL=2.16W,
所以在保证电表安全的情况下,
灯泡L消耗的电功率的变化范围为
0.375W~2.16W.
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