问题 问答题

如图所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化.当只闭合开关S1时,电流表的示数是I1.当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2.当断开S1、S2时,电流表的示数是I3,电压表V1、V2示数之比为2:1,此时RL消耗的电功率为0.24W;当开关S1、S2闭合时,灯L正常发光,电流表的示数为I4.已知I1:I2=2:1,(电路图中所有的交叉点都相连)求:

(1)电阻R2、R3之比;

(2)电流I3与I4之比;

(3)灯L的额定功率是多少?

答案

当只闭合开关S1时,等效电路图如图①所示;

当只闭合开关S2时,等效电路图如图②所示;

当断开S1、S2时,等效电路图如图③所示;

当开关S1、S2闭合时,等效电路图如图④所示;

(1)∵电源的电压不变,

∴由图①、图②可得

I1
I2
=
RL
R3
=
2
1

由图③可得

U1
U2
=
RL+R2+R3
R2
=
2
1

R2
R3
=
3
1

(2)由图③和P=I2R可得

RL
R
=
PL
P

2R3
RL+R2+R3
=
0.24W
P

∴P=0.72W,

由图④可得

1
R
=
1
RL
+
1
R2
+
1
R3

即R=

6
11
R3

由图③、④和P=

U2
R
P
P
=
R
R
=
6
11
R3
6R3
=
1
11

∴P=7.92W,

∵P=UI,

I3
I4
=
P
P
=
1
11

(3)由图④和P=

U2
R
可得
PL
P
=
R
RL
=
6
11
R3
2R3
=
3
11

∴PL=

3
11
P=
3
11
×7.92W=2.16W.

答:(1)电阻R2、R3之比为3:1;

(2)电流I3与I4之比为1:11;

(3)灯L的额定功率为2.16W.

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