Question

5．如圖，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3.6W”的字樣，電阻R₁=R₂=20Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．這時(shí)電壓表的讀數(shù)和通過R₂的電流各是多少？當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，電壓表的讀數(shù)和燈泡L實(shí)際消耗的電功率各是多大？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電壓表被短路，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出通過R₂的電流；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，先根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電壓表被短路，電流表測(cè)干路電流，則電壓表的示數(shù)為0V，
由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
則電源的電壓U=U_L=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，通過R₂的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知
總阻值R=R₁+R_L=20Ω+10Ω=30Ω，
所以，此時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A，
電壓表的示數(shù)：
U₁=IR₁=0.2A×20Ω=4V，
燈泡的實(shí)際功率：
P_實(shí)=I²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
答：（1）電壓表的讀數(shù)為0V，通過R₂的電流為0.3A；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，燈泡L的實(shí)際電功率為0.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是分清開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路的串并聯(lián)．