在如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R2的阻值为20Ω,灯泡R1的阻值和同一...
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在如图所示电路中,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,电阻R2的阻值为20Ω,灯泡R1的阻值和同一电源的电压均保持不变。请画出该题的各个等效电路图。
(1)只闭合开关S2、S3时,电流表示数为0.2A,求电源电压是多少?
(2)只闭合开关S1、S2、S3时,R1正常发光,电路总功率为2.4W,求R1的阻值是多少?
(3)只闭合开关S1,滑动变阻器R3的滑片调至最右端,R3两端的 电压为U3;再将电源更换,保持滑片位置不变,R3两端的电压变为U3',电流表示数为0.15A。已知U3∶U3'=2∶3。求更换电源后,只闭合开关S1、S4时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,R3的阻值变化范围是多少?
【回答】
(1)电源电压是4V; (2)R1的阻值是10Ω; (3)更换电源后,只闭合开关S1、S4时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,R3的阻值变化范围是10~30Ω.
(2)只闭合开关S1、S2、S3时,等效电路图如下图所示:
由可得,电路的总电阻:, 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和, 所以,,即, 解得:R1=10Ω; 则, 图1中电路中的总电阻:, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,R3的最大阻值: R3=R总-R1=40Ω-10Ω=30Ω, 图2中,电源的电压: U′=I2(R1+R3)=0.15A×(10Ω+30Ω)=6V, 更换电源后,只闭合开关S1、S4时,等效电路图如图3所示:
当滑动变阻器R3的滑片调至最右端,R3的阻值最大,此时R3=30Ω. 此时电路中的总电流, 此时R1两端的电压是U1=IR1=0.15A×10Ω=1.5V. 电流与电压均符合规定量程. 综上所述:R3的阻值变化范围是10~30Ω. 答:(1)电源电压是4V; (2)R1的阻值是10Ω; (3)更换电源后,只闭合开关S1、S4时,在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下,R3的阻值变化范围是10~30Ω.
知识点:电功率单元测试
题型:计算题
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