在如图所示的电路中,电源电压可变,灯泡L1标有“12V 3W”L2标有“12V 6W”的字样。 (1)当只闭合

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美丽动人的
美丽动人的 2021-4-15 05:25

在如图所示的电路中,电源电压可变,灯泡L1标有“12V 3W”L2标有“12V 6W”的字样。
1)当只闭合S2时,电源允许的最大电压就为多少?
2)若为了使两灯泡都正常工作,应对电源电压和开关的闭合情况进行调节,当两灯泡正常发光时,电路消耗的功率为多少?
3)若将两灯泡换成电阻为R1R2(如图乙所示),且电阻R1>R2,当只闭合电键S2时,R2消耗电功率为0.3W,当只闭合电键S1时,R1消耗的功率为1.6W;若此时再使两电键S1S3 闭合而S2断开,电流表示数增加了0.8A。①当两电键S1S3都断开时,R2中消耗的电功率是多少?

电源电压又为多少?③电阻R1R2各是多少?


1条回答
  •  史俊
    史俊 (楼主)
    2021-4-18 15:51

    解析:

    1)当只闭合S2时,原电路为L1L2组成的串联电路。故电路中的最大电流为两灯泡中额定电流较小的。两灯泡的额定电流分别是

    I1=

    P1

    =

    3W

    =0.25A

    U1

    12V

     

    I2

    P2

    =

    6V

    =0.5A

    U2

    12V

    可见,电路允许通过的最大电流是0.25A

    两灯泡的电阻是

    R1=

    U1

    =

    12V

    =48Ω

    I1

    0.25A

     

    R2=

    U2

    =

    12V

    =24Ω

    I2

    0.5A

    故电路可加的最大电压是

    Umax=Imax(R1+R2)=I1(R1+R2)=0.25A×(24Ω+48Ω)

    =18V

    2)由于灯泡的额定电压相等,电阻不同,所以应将两灯泡并联,电源输出12V电压即可。可见,此时应S2断开,S1S3闭合。

    3)设此时电源电压为U’,当只闭合S2时,R1R2串联。根据题意知

    U’

    )2R2=0.3……(Ⅰ)

    R1+R2

    而仅闭合S1时,原电路是只有L1的简单电路。故

    U’2

     =1.6……(Ⅱ)

    R1

    而此时再将S1S2同时闭合,则原电路为R1R2并联。此时电流表示数变化值为R2中的电流,故

    U’

     =0.8……(Ⅲ)

    R2

    联立方程(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)并解之得:

    U’=6V

    R1=22.5Ω
    R2=7.5Ω

    (注:另一解因不符合R1>R2舍去)

    仅闭合S2时,R1、与R2串联。故R2消耗的电功率是:

    P2=(

    U’

    )2R2=(

    6V

    )2×7.5Ω=0.3W

    R1+R2

    22.5Ω+7.5Ω

    ②③:从以上计算中,得知电源电压是6VR1R2的电阻分别是22.5Ω7.5Ω


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