Question

14．在如圖所示的電路中，小燈泡L標(biāo)有“6V  3W”字樣，R₂=3Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時，電流表示數(shù)為0.8A，這時小燈泡L正常發(fā)光，求：
（1）電源電壓U；
（2）電阻R₁的阻值；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，小燈泡L消耗的功率（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，分析電路，利用小燈泡正常發(fā)光時的特點(diǎn)求解；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路中的電流特點(diǎn)，求出通過R₁電流，再利用R=$\frac{U}{I}$解題；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，分析電路，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求電路電流，利用P=I²R求解．

解答 解：（1）由圖可知，當(dāng)S₁、S₂都閉合時，L與R₁并聯(lián)，電流表測干路電流I_總，
由題可知，小燈泡L正常發(fā)光，則燈泡兩端電實(shí)際電壓等于額定電壓：U_實(shí)=U_額=6V
并聯(lián)電路中總電壓等于各支路兩端電壓，
可知電源電壓：U=U_實(shí)=6V；
（2）小燈泡正常工作時的電流：I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
 通過R₁的電流：I₁=I_總-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
R₁的電阻：R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）小燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
由圖可知，當(dāng)S₁、S₂都斷開時，小燈泡與R₂串聯(lián)，R₁未接入電路，
電路總電阻：R_串=R_L+R₂=12Ω+3Ω=15Ω，
電路電流：I=$\frac{U}{{R}_{串}}$=$\frac{6V}{15Ω}$=0.4A，
L消耗的電功率：P=U_LI=I²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）電阻R₁的阻值為20Ω；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，小燈泡L消耗的功率為1.92W．

點(diǎn)評 本題考查的電功率的有關(guān)運(yùn)算，要熟悉并串聯(lián)電路的規(guī)律，會用公式及其變形．