Question

在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，小燈泡R2標(biāo)有（6V3W）字樣，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V，滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為20Ω，請(qǐng)畫出該題的各個(gè)等效電路圖．

（1）只閉合開關(guān)S1和S3時(shí)，電路消耗的功率為6W，則閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí)，電路的總電阻R=？

（2）在不損壞各元件的情況下，只閉合開關(guān)S1時(shí)，R1消耗的最大功率為P1，只閉合開關(guān)S2時(shí)，R2消耗的最小功率為P2，則P1∶P2=？

 

Answer 1

（1）閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí)，電路的總電阻為4Ω；

（2）P1∶P2=72∶25．

【解析】

試題分析：

（1）只閉合開關(guān)S1和S2時(shí)，電路中只有R1等效電路如下圖，

閉合開關(guān)S1、S2和S3時(shí)，R3被短路，R1 R2并聯(lián)，等效電路如下圖R2=

由并聯(lián)電路電阻關(guān)系，經(jīng)計(jì)算得R=4Ω

（2）只閉合開關(guān)S1時(shí)，R1與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)量R3兩端電壓，等效電路如下圖。由公式P=I2R1，電路中電流越大，R1消耗的最功率越大，由于電流表的量程為0-0.6A，當(dāng)I=0.6A時(shí)，U3=U﹣IR1=6V﹣0.6A×6Ω=2.4V＜3V，不會(huì)損壞電壓表，所以電路中最大電流為0.6A, P1=I2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W

只閉合開關(guān)S2時(shí), R2與R3串聯(lián)，電壓表測(cè)量R3兩端電壓，由公式P=I2R1，電路中電流越小，R1消耗的最功率越小，當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻變大時(shí)，電壓表示數(shù)也會(huì)變大，由于電壓表的量程為0-3V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器電阻最大，R2消耗的功率最小，

R2兩端電壓U2=6V-3V=3V.

P2===0.75W

P1∶P2=2.16W∶0.75W=72∶25

考點(diǎn)：等效電路圖的畫法和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用