Question

6．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“3V 0.9W”字樣，R₁為定值電阻，當(dāng)只閉合開關(guān)S₁、S₃時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，這時(shí)燈泡L正常發(fā)光．求：
（I）電源電壓；
（2）R₁的阻值大�。�
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時(shí)，燈泡L消耗的電功率（假定燈泡的電阻不隨溫度變化）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁、S₃時(shí)，燈泡L與電阻R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源的電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出通過L的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₁的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值大��；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出燈泡L消耗的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁、S₃時(shí)，燈泡L與電阻R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡L正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=3V；
（2）由P=UI可得，通過L的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₁的電流：
I₁=I-I_L=0.5A-0.3A=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{3V}{15Ω+10Ω}$=0.12A，
燈泡L消耗的電功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.12A）²×10Ω=0.144W．
答：（1）電源電壓為3V；
（2）R₁的阻值為15Ω；
（3）當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時(shí)，燈泡L消耗的電功率為0.144W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．