Question

5．如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”的字樣．當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，小燈泡正常發(fā)光．當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電流表示數(shù)為0.6A．忽略溫度對燈絲電阻的影響，請通過計算回答：
（1）小燈泡正常發(fā)光時的電流是多大？
（2）電阻R的阻值為多大？
（3）小燈泡正常工作10min電路消耗的電能多大？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時的電流；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，電路為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；當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電阻R與燈泡L并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過L的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電阻R的阻值；
（3）根據(jù)W=UIt求出小燈泡正常工作10min電路消耗的電能．

解答 解：（1）由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，電路為L的簡單電路，
因小燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，
當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電阻R與燈泡L并聯(lián)，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過L的電流不變，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R的電流：
I_R=I-I_L=0.6A-0.5A=0.1A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
（3）小燈泡正常工作10min電路消耗的電能：
W=UIt=6V×0.5A×10×60s=1800J．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電流是0.5A；
（2）電阻R的阻值為60Ω；
（3）小燈泡正常工作10min電路消耗的電能為1800J．

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