Question

20．如圖所示，電源電壓恒定．小燈泡L標有“3V 0.6W”字樣，R為定值電阻．閉合S，斷開S_l，小燈泡正常發(fā)光；若再閉合S₁，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.3A，則R的阻值為10Ω，此時燈泡L和電阻R消耗的功率之比是2：3，燈泡L和電阻R的阻值之比是3：2．

Answer 1

分析 閉合S，斷開S₁時，電路為小燈泡的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
再閉合S₁時，燈泡與R并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響可知電流表示數(shù)的變化為通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出R的阻值，根據(jù)P=UI求出R的電功率，進一步求出燈泡L和電阻R消耗的功率之比；
分別計算L和R電阻，從而計算L與R阻值之比．

解答 解：
閉合S，斷開S₁時，電路為小燈泡的簡單電路，燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_額=3V，燈泡消耗的電功率P_L=0.6W；
再閉合S₁時，燈泡與R并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，所以，電流表示數(shù)的變化為通過R的電流，即I_R=0.3A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
由I=$\frac{U}{R}$可知，R的阻值：R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
R的電功率：P_R=UI_R=3V×0.3A=0.9W，
則燈泡L和電阻R消耗的功率之比：P_L：P_R=0.6W：0.9W=2：3；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
燈泡電阻：R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（3V）^{2}}{0.6W}$=15Ω，
所以燈泡L和電阻R的阻值之比：
R_L：R=15Ω：10Ω=3：2．
故答案為：10； 2：3； 3：2．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是知道額定電壓下燈泡正常發(fā)光，同時要注意并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響的特點．