Question

8．把定值電阻R與額定電壓為6V的電燈L組成如圖所示的電路，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)變?yōu)?.5A，此時(shí)小燈泡剛好正常發(fā)光，求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）通電1min電流通過電阻R做的功；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）分析開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)電路的連接，根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律確定通過R的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可求出通過燈的電流，即燈的額定電流；
（2）已知電源電壓和通過R的電流，根據(jù)W=UI_Rt求通電1min電流通過電阻R做的功；
（3）已知電源電壓和電路的總電流，根據(jù)P=UI求當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)電路消耗的總功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路中只有R，電流表測(cè)通過R的電流；閉合時(shí)，燈與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流；
并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，在開關(guān)轉(zhuǎn)換的過程中，通過R的電流不變，
根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得，通過燈的電流（即燈的額定電流）：
I_L=I-I_R=0.5A-0.1A=0.4A；
因開關(guān)S閉合時(shí)燈泡正常發(fā)光，所以電源電壓U=U_L=6V，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω；
（2）根據(jù)通過R的電流不變，通電1min電流通過電阻R做的功；
W_R=UI_Rt=6V×0.1A×1×60s=36J；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，燈與R并聯(lián)，電路的總電流為0.5A，電路消耗的總功率：
P=UI=6V×0.5A=3W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為15Ω；
（2）通電1min電流通過電阻R做的功為36J；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)電路消耗的總功率為3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律及電功的計(jì)算，關(guān)鍵是要明確通過R的電流保持不變．