在图示电路中,灯L1的电阻R1是灯L2电阻R2的(不考虑灯丝电阻随温度的变化),电源电压为10V且保持不变.当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1正常发光,电阻R3消耗的电功率为2W,电压表示数为U1;当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,电阻R4消耗的电功率为0.25W,电压表示数为U1,求:
(1)电流表前后两次示数之比;
(2)灯L1的额定电功率;
(3)电阻R4的阻值.
当闭合开关S1、S2,断开开关S3时,等效电路图如图1所示;当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,如图2所示.
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(1)图1和图2中,R1=R2,U2=U1,
∵I=,
∴===;
(2)∵P=I2R,
∴==()2×=()2×==,
解得:=,
∵电源的电压不变,
∴===,
解得:R1=R3,
图1中,
∵灯L1正常发光,
∴P1=I12R1=I12×R3=P3=×2W=3W;
(3)图1中的总功率:
P=P1+P3=2W+3W=5W,
∵P=UI,
∴I1===0.5A,
则I2=I1=×0.5A=0.25A,
∵P=I2R,
∴R4===4Ω.
答:(1)电流表前后两次示数之比为2:1;
(2)灯L1的额定电功率为3W;
(3)电阻R4的阻值为4Ω.