Question

2．在如圖所示的電路里，電源電壓不變．燈L標(biāo)有“6V 3W”字樣．當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光（設(shè)燈絲電阻不變）．若閉合S₁、斷開S₂，的示數(shù)是0.3A．求：
（1）電源電壓；
（2）閉合S₁、斷開S₂時(shí)，電壓表的示數(shù)是多少；
（3）閉合S₁、斷開S₂時(shí)，燈L的功率；
（4）R的阻值．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，只有L接在電源上，L正常發(fā)光，電源電壓等于燈泡的額定電壓為6V．
（2）知道燈泡L的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，求出燈泡L的電阻．
若閉合S₁、斷開S₂時(shí)，R和L是串聯(lián)的，A的示數(shù)是0.3A，求出燈泡L的電壓．
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算出小燈泡的實(shí)際功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各串聯(lián)導(dǎo)體兩端的電壓之和，求出電阻R的電壓，知道電流，根據(jù)歐姆定律求出R的電阻．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光，只有L接在電源上，電壓表測量燈泡L的電壓，V的示數(shù)是6V．
所以，電源電壓為U=6V．
（2）由P=UI，I=$\frac{U}{R}$得，燈泡的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
若閉合S₁、斷開S₂時(shí)，R和L是串聯(lián)的，電路中的電流是0.3A，
L的電壓為：U'=IR=0.3A×12Ω=3.6V，
（3）燈L的實(shí)際功率為：
P_實(shí)=$\frac{U{′}^{2}}{R}$=$\frac{（3.6V）^{2}}{12Ω}$=1.08W；
（4）R的電壓為：U″=U-U'=6V-3.6V=2.4V，
R的阻值：R=$\frac{U″}{I}$=$\frac{2.4V}{0.3A}$=8Ω．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）閉合S₁、斷開S₂時(shí)，電壓表的示數(shù)是3.6V；
（3）閉合S₁、斷開S₂時(shí)，燈L的功率為1.08W；
（4）R的阻值8Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題是比較典型的用開關(guān)的閉合和斷開來控制電路的連接方法，一般情況電路有兩個(gè)連接過程，前后兩個(gè)連接過程的電阻相同，電源電壓相同，可以相互利用．