在如图所示的电路中，电流表的量程为0～0.6A，电压表的最程为0～3V，R3=4Ω．求（画出相应的等效电路图）...

问题详情：

在如图所示的电路中，电流表的量程为0～0.6A，电压表的最程为0～3V，R3=4Ω．求（画出相应的等效电路图）：

（1）只闭合开关S1时，电路消耗的功率为4W，则电源电压U=？

（2）只闭合开关S2时，灯泡R1正常发光，R3消耗的功率为0.64W，则灯泡的电阻R1=？（写出该小题的解题思路后再求解）

（3）只闭合开S3时，在不损坏电流表、电压表和灯泡的情况下，则变阻器R2的取值范围是多少？

【回答】

【考点】电功率的计算；等效电路；欧姆定律的应用；电阻的串联．

【分析】（1）只闭合开关Sl时，电路为R3的简单电路，根据U=求出电源的电压；

（2）只闭合开关S2时，灯泡R1、R3串联，先根据串联电路的电流特点求出电路中电流，根据U=求出R3两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出电阻R1两端的电压，最后根据欧姆定律求出灯泡的电阻R1的阻值；

（3）只闭合开关S3时，滑动变阻器和灯泡串联，根据电流表的量程和灯泡的额定电流确定电路中的最大电流，先根据欧姆定律求出电路的总电流，再根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；根据串联电路的电阻分压特点可知，滑动变阻器两端的电压为3V时接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的电流，进一步根据欧姆定律求出其最大值，从而得出变阻器R2的取值范围．

【解答】解：（1）只闭合开关Sl时，等效电路如下图：

电源的电压为U===4V；

（2）只闭合开关S2时，等效电路如下图：

思路一：R1=R﹣R3→R=→I=I3=，

思路二：R1=

电路中电流为I1=I3===0.4A，

此时R3两端的电压为U3===1.6V，

电阻R1两端的电压为U1=U﹣U3=4V﹣1.6V=2.4V；

电阻R1的阻值为R1===6Ω；

（3）只闭合开关S3时，等效电路如下图：

①灯泡正常发光时的电流为0.4A，电流表的量程为0～0.6A，

则电路中的最大电流为I=0.4A，

此时电路中的总电阻为R===10Ω，

滑动变阻器接入电路的最小值为R2=R﹣R1=10Ω﹣6Ω=4Ω；

②当滑片右移时，在不损坏电压表的情况下有：

电压表的示数U2=3V，

R1两端的电压为U1′=U﹣U2=4V﹣3V=1V，

此时通过滑动变阻器的电流为I2=I1′===A，

滑动变阻器接入电路的最大阻值为R2===18Ω；

∴变阻器R2的阻值范围是4～18Ω．

答：（1）电源电压为4V；（2）灯泡的电阻为6Ω；（3）变阻器R2的取值范围为4～18Ω．

知识点：电功率

题型：计算题