Question

11．如圖所示，L上標(biāo)有“6V 3.6W”（燈絲電阻不變），R阻值30歐姆，請計算
（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少？
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂、S₃閉合時，小燈泡正常發(fā)光，則電源電壓是多少？
（3）當(dāng)S₁、S₂斷開，S₃閉合時，電流表的示數(shù)是多少？
（4）該電路的最大功率是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂、S₃閉合時，電路為燈泡L的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
（3）當(dāng)S₁、S₂斷開，S₃閉合時，電路為L的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（4）當(dāng)S₁、S₃閉合，S₂斷開時，R與L并聯(lián)，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，利用P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出該電路的最大功率．

解答 解：（1）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂、S₃閉合時，電路為燈泡L的簡單電路，
因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V；
（3）當(dāng)S₁、S₂斷開，S₃閉合時，電路為L的簡單電路，電流表測電路中的電流，
則電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A；
（4）當(dāng)S₁、S₃閉合，S₂斷開時，R與L并聯(lián)，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，
所以，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{R{R}_{L}}{R+{R}_{L}}$=$\frac{10Ω×30Ω}{10Ω+30Ω}$=7.5Ω，
則電路的最大總功率：
P_總大=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{（6V）^{2}}{7.5Ω}$=4.8W．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω；
（2）電源電壓是6V；
（3）當(dāng)S₁、S₂斷開，S₃閉合時，電流表的示數(shù)是0.6A；
（4）該電路的最大功率是4.8W．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵時知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．