Question

如圖的電路中，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“12V  12W”字樣，R₂=12Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為1.2A，這時(shí)燈L正常發(fā)光（不計(jì)溫度對(duì)燈泡電阻的影響）．求：
（1）R₁的阻值；
（2）R₁在1min時(shí)間里消耗的電能；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈L的實(shí)際功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡和電阻R₁并聯(lián)，并且燈泡正常發(fā)光，故根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律得出R₁兩端的電壓及電源電壓；再根據(jù)根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率求出通過燈泡的電流，并根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律求出通過R₁的電流，然后利用R=求出R₁的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)，燈泡和電阻R₁并聯(lián)，已知R₁的兩端的電壓和通過的電流，以及通電時(shí)間，直接利用W=UIt即可求出R₁消耗的電能；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈泡與R₂串聯(lián)．先根據(jù)燈泡的額定功率和額定電壓求出燈泡的電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和求出總電阻，再利用歐姆定律求出電路中的電流（電源電壓已求出），由于串聯(lián)電路處處電流相等，因此利用P=I²R直接求出燈泡的實(shí)際功率．
解答：已知：U_L=12V，P_L=12W，R₂=12Ω，I=1.2A，t=60s
求：R₁，W，P_實(shí)
解：（1）當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí)，燈泡正常發(fā)光，所以通過燈泡中的電流為額定電流；
即燈泡的額定電流：I_L===1A，
由并聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律可得：
I₁=I-I_L=1.2A-1A=0.2A，U=U₁=U_L
故R₁的阻值：R₁===60Ω；
（2）開關(guān)都閉合時(shí)，R₁消耗的電能：W=U₁I₁t=12V×0.2A×60s=144J；
（3）當(dāng)開關(guān)都斷開時(shí)，燈泡與R₂串聯(lián)．
燈泡的電阻：R_L===12Ω，
電路中的電流：I′===0.5A，
燈泡的實(shí)際功率：P_實(shí)=I′²R_L=0.5A×0.5A×12Ω=3W．
答：（1）R₁的阻值為60Ω；
（2）R₁在1min時(shí)間里消耗的電能為144J；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈L的實(shí)際功率為3W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，重點(diǎn)是正確識(shí)別電路和選擇合適的計(jì)算公式，然后運(yùn)用相關(guān)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算．