Question

【题目】《开学第一课》节目里，王源经过多次努力，利用孵化箱完成了无壳孵小鸡实验。如图乙所示为孵化箱的简化电路图，灯L的额定电压为8V，通常只需灯光照明；温度较低时需加热。电源电压恒为24V，电流表A1量程为0~0.6A，电流表A2量程为0~3A，R1为定值电阻，R2为阻值可变的发热电阻丝（标有“100Ω 3A”）。灯L的I—U图像如图甲所示。仅闭合开关S时，灯L恰好正常发光。求：

(1)灯L正常发光时的电功率；

(2)电阻R1的阻值；

(3)S、Sl、S2均闭合时，在电路安全的情况下，R2允许的阻值范围。

Answer 1

【答案】(1)3.2W；(2)40Ω；(3)10Ω~100Ω

【解析】

(1)根据灯L的I—U图像可知，当灯正常发光时，即灯的电压是8V时，灯的电流是0.4A，所以灯正常发光时的功率为

(2)仅闭合开关S时，灯和R1串联，此时灯正常发光，所以灯的电压是8V，电路中的电流是0.4A，则R1两端的电压为

R1的阻值为

(3)当S、Sl、S2均闭合时，灯被短接，R1和R2并联，电流表A1测R1的电流，电流表A2测干路电流，电流表A1的示数为

电流表A2量程为0~3 A，则干路最大电流为3A，则流过滑动变阻器的最大电流为

则滑动变阻器最大电阻为

则滑动变阻器的阻值范围为10Ω—100Ω。

答：(1)灯L正常发光时的电功率为3.2W；

(2)电阻R1的阻值为40Ω；

(3)滑动变阻器的阻值范围为10Ω—100Ω。