Question

【题目】某课外科技活动小组设计一种孵化器的电路模型,如图,在一般情况下,只需灯光照明,已知电源电压为20V,R1为定值电阻,R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器,其上标有“50Ω 1A”字样,电流表A的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,灯泡上标有“12V 4.8W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）．当只需要灯光照明时,闭合S、S1,断开S2、S3,灯泡正常发光;温度太低,需要加热时,则闭合S、S3,断开S1、S2,通过调节滑动变阻器滑片达到调节孵化器的发热功率目的．求:

（1）小灯泡的电阻是多少?

（2）只闭合S、S1,通电15s,R1消耗的电能是多少?

（3）只闭合S、S3时,在保证电路安全情况下,电路消耗的最大功率与最小功率之比是多少?

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)灯泡上标有“12V 4.8W”的字样，那么灯泡的电阻是

(2)只闭合S、S1时，只有灯泡L和R1串联接入电路，灯泡正常发光，那么流过电阻R1电流为

电阻R1两端的电压是

那么通电15s，R1消耗的电能是

(3)只闭合S、S3时，只有灯泡L和R2串联接入电路中，当电路中的电流最大时，此时电路消耗的功率最大，电路中的总电阻最小，即滑动变阻器的阻值最小，灯泡L两端的电压最大，，那么电阻R2两端的电压是

电路中的电流大小为

这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流，也没有超过电流表A的量程，电阻R2两端的电压也没有超过电压表的量程，所以电路中的电流为0.4A时，能够保证电路安全，电路消耗的最大功率是

当电路中的电流最小时，此时电路消耗的功率最小，电路中的总电阻最大，即滑动变阻器的阻值最大，为，电路中的电流大小为

这个电流大小没有超过滑动变阻器的最大电流，也没有超过电流表A的量程，电阻R2两端的电压是

这个电压值大小也没有超过电压表的量程，灯泡L的电压大小为

这个电压值大小没有超过灯泡L的额定电压，所以电路中的电流大小为时，能够保证电路安全，电路消耗的最小功率是

那么电路消耗的最大功率与最小功率之比是

答：(1)小灯泡的电阻是；(2)只闭合S、S1，通电15s，R1消耗的电能是；(3)只闭合S、S3时，在保证电路安全情况下，电路消耗的最大功率与最小功率之比是。