Question

【题目】如图所示，电源电压恒为4.5V，灯泡上标有“3V1.5W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“30Ω，1A”字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：

(1)灯泡正常工作是的电阻为多大？

(2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率最小为多大？

(3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在保证电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围是什么？

Answer 1

【答案】(1)6Ω；(2)2.205W；(3)3Ω~12Ω

【解析】

(1)由可得灯泡正常工作时的电阻

(2)当开关 S、S1、S2 闭合，S3 断开时，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联，灯泡短路，则要使功率最小，滑动变阻器应滑至最大阻值30Ω处，由并联电路分流特点可得干路电流为

则电路的最小总功率为

(3)当开关 S、S3 闭合，S1、S2 断开时，灯泡L和R2串联，电压表测量滑动变阻器电压，灯泡的额定电流

因为灯泡额定电流I额=0.5A，电流表量程为 0~0.6A，滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样，所以在确保电路元件安全的情况下，电路能承受最大电流为0.5A，由可得对应电路最小电阻为

则R2最小电阻为

因为电压表量程为 0~3V，所以在确保电路元件安全的情况下，电压表最大能承受电压为3V，此时电路中最小电流

则由可得R2最大电阻为

故R2范围为3Ω~12Ω

答：(1)灯泡正常工作是的电阻为6Ω；

(2)当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路的总功率最小为2.205W；

(3)当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在保证电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围是3Ω~12Ω。