Question

如圖所示是一種小雞孵化器的電路模型圖，在一般情況下，只需燈光照明，溫度較低時，則需要加熱。電源電壓為72V，R₁為定值電阻，R₂為發熱電阻絲改成的滑動變阻器，其上標有“200Ω  3A”的字樣，電流表A₁的量程為0～0.6A，電流表A₂的量程為0～3A，燈泡上標有“12V  3W”的字樣。

（1）燈泡正常工作時的電流是多大？

（2）閉合S，斷開S₁、S₂，燈泡正常工作，求R₁的阻值。

（3）S、S₁、S₂均閉合時，求R₂上消耗電功率的最大值。

 

Answer 1

 解：（1）∵U_L=12V，P_L=3W，

∴燈泡L正常工作時的電流為：I_L=P_L/U_L = 3W/12V =0.25A．                                            2分

        （2）閉合S，斷開S₁、S₂，燈泡L與電阻R₁串聯，而此時燈泡正常工作，

則此時燈泡兩端的電壓為U_L=12V，而電源電壓為U=72V，

∴電阻R₁兩端的電壓為：U₁=U－U_L=72V－12V=60V，

燈泡L燈泡L正常工作時的電流為0.25A，此時電路中的電流為0.25A，     

∴電阻R₁的阻值為：R₁=U₁/I=60V/0.25A=240Ω．                              2分

（3）S、S₁、S₂均閉合時，電阻R₁和滑動變阻器R₂并聯，電源電壓為U=72V，

則U₁=U₂=U=72V，

電阻R₁的阻值為240Ω，而U₁=U₂=U=72V，

∴此時通過R₁的電流為：I₁=U/R₁=72V/240Ω=0.3A，

電流表A₁測通過電阻R₁的電流，電流表A₂測干路中的總電流，電流表A₁的量程為0～0.6A，電流表A₂的量程為0～3A，

∴通過R₂的最大電流為：I₂=I－I₁=3A－0.3A=2.7A，

R2消耗電功率的最大值為：P大=UI2=72V×2.7A=194.4W．          2分