Question

【題目】如圖所示，L是標(biāo)有“6V 1.8W”字樣的小燈泡，R是定值電阻，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.40A．

（1）求燈泡正常發(fā)光時(shí)，1min內(nèi)燈泡消耗的電能．

（2）求定值電阻R的阻值．

（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S3，閉合開(kāi)關(guān)S2，改變電源電壓，使燈泡正常發(fā)光，求電路的總功率．

Answer 1

【答案】（1）108J （2）60Ω （3）7.2W

【解析】（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率等于其額定功率，即：P=P額 =1.8W，

燈泡正常工作時(shí)間t=1min=60s，

則燈泡消耗的電能：W=Pt=1.8W×60s=108J；

（2）當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，定值電阻R和燈泡L并聯(lián)，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電源電壓：U=UR =UL =6V，

由P=UI得，通過(guò)燈泡的電流：IL =P額/U額=1.8W/6V=0.3A，

根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過(guò)定值電阻的電流：IR=I-IL =0.4A-0.3A=0.1A，

由歐姆定律可得，定值電阻R的阻值：R=UR/IR=6V/0.1A=60Ω；

（3）當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1和S3，閉合開(kāi)關(guān)S2，定值電阻R和燈泡L串聯(lián)，由P=U2/R得，燈泡L的電阻：RL =(6V)2/1.8W=20Ω，

根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，電路總電阻：R總 =R+RL =60Ω+20Ω=80Ω，

改變電源電壓，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電路中的電流I′=IL =0.3A，

由歐姆定律可得，此時(shí)的電源電壓：U′=I′R總 =0.3A×80Ω=24V；

此時(shí)電路中消耗的總功率：P總=I′U′=0.3A×24V=7.2W