Question

九年级物理电学综合计算题

如右图所示电路中，灯泡R1标有“20V 20W”的字样，灯泡R2标有“10V 10W”。电路中只断开开关S1时，电流表示数为1.8A；若将滑动变阻器调到最右端，断开S3，然后分别闭合S1和S2时，测得R3的电功率之比为16：25.（请画出等效电路图）
求滑动变阻器的最大阻值。
若某时刻电流表取0-0.6A的量程，电压表取0-15V的量程，仅闭合开关S1，求R3电阻的取值范围。

Answer 1

先通过灯泡的标识算出两灯泡各自的阻值（R=U^2/P）R1=20 , R2=10
只断开s1时，R1被S1断路，R3被S3短路，等效电路为只有R2一个用电器的电路。根据电流表示数算出电源电压U=18
只闭合s1时，R2被s2断路，等效电路为R1与R3串联的电路。R3的电功率可以用R3阻值（假设R3最大电阻为r）的代数式来表示P1=[18/(20+r)]^2*r
只闭合s2时，R1被S1断路，等效电路为R2与R3串联的电路。R3的电功率可以用R3阻值（假设R3最大电阻为r）的代数式来表示P2=[18/(10+r)]^2*r
由题意可知P1：P2=16：25 代入可算出r=30
只闭合S1时，电压表测的是R3的电压，电流表测的是总电流。
当R3增大时，电压表示数增大，电流表示数减小，所以电压表的量程决定了R3阻值的最大值。
当R3减小时，电压表示数减小，电流表示数增大，所以电流表的量程决定了R3阻值的最小值。
当电压表示数为15V时，R3=100，大于r，舍
当电流表示数为0.6A时，R3=10
因此R3取值范围为10~30