Question

6．如圖所示的電路圖中，R₁=20Ω，R₂=15Ω，電源電壓不變，（設(shè)小燈泡的電阻不變）
（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，電流表A₁的示數(shù)為0.2A，小燈泡恰好正常發(fā)光，則電源電壓是多少？
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，電流表A₂的示數(shù)為0.1A，則此時小燈泡的電功率為多少？
（3）求小燈泡的額定功率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖分析電路的連接方式，當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₁被短路，燈泡和R₂并聯(lián)在電路中，電流表A₁測電阻電流．根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路電壓特點可計算電源電壓；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，燈泡和R₁串聯(lián)在電路中，電流表測電路電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和電功率公式可計算小燈泡的電壓和實際功率，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（3）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)電功率公式求出小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₁被短路，R₂與燈并聯(lián)，電流表A₁測R₂支路電流，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電源電壓：U=I₁R₂=0.2A×15Ω=3V；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，R₂斷路，R₁與燈串聯(lián)
電阻R₁的電壓：U₁=I₂R₁=0.1A×20Ω=2V；
燈泡的電壓：U_L=U-U₁=3V-2V=1V； 
小燈泡的電功率：P_L=U_LI₂=1V×0.1A=0.1W；
（3）小燈泡的電阻：R_燈=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{2}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
小燈泡的額定功率P_L額=$\frac{{U}_{L額}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{10Ω}$=0.9W．
答：（1）電源電壓是3V；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，電流表A₂的示數(shù)為0.1A，則此時小燈泡的電功率為0.1W；
（3）小燈泡的額定功率是0.9W．

點評 本題考查學(xué)生對串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和并聯(lián)電路的電壓特點的理解和掌握程度并綜合運用歐姆定律和電功率公式的變形有關(guān)物理量的能力．