Question

小明家住農(nóng)村，他家的廁所離房子有一段距離，家人上廁所前都要帶上手電筒，很不方便，若燈整夜開著又很浪費(fèi)電．他想利用所學(xué)的知識對廁所的照明電路進(jìn)行適當(dāng)改裝，將“220V  40W”的燈泡、阻值為990Ω的電阻和開關(guān)S、S₁連成如圖所示的電路．天黒后，S處于閉合狀態(tài)，當(dāng)無人入廁時(shí)，開關(guān)S₁斷開，此時(shí)燈較暗，但能起到指示作用；當(dāng)有人入廁時(shí)，閉合開關(guān)S₁，燈泡正常發(fā)光，起到照明作用．
（1）當(dāng)S、S₁都閉合時(shí)，電阻R處于 ______狀態(tài)（填“短路”、“斷路”或“通路”）；
（2）當(dāng)燈起指示作用時(shí)，通過電阻R的電流是多少安？
（3）通過計(jì)算說明無人入廁時(shí)和有人入廁時(shí)，電路消耗的功率哪個(gè)大？

Answer 1

【答案】分析：（1）分析電路圖可知電阻R處于什么狀態(tài)．
（2）當(dāng)燈起指示作用時(shí)，燈泡和電阻串聯(lián)在電路中，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律和電功率公式可計(jì)算通過電阻R的電流是多少安．
（3）有人入廁時(shí)開關(guān)閉合，則由電功率公式可求得消耗的功率；當(dāng)無人入廁時(shí)，開關(guān)斷開電阻與燈泡串聯(lián)，則由功率公式可求得消耗的功率，比較可得哪種情況下消耗的功率大．
解答：解：（1）當(dāng)S、S₁都閉合時(shí)，電阻R和S₁并聯(lián)，R處于短路狀態(tài)．
（2）當(dāng)燈起指示作用時(shí)，R與L串聯(lián)
=1210Ω
R=R+R_L=990Ω+1210Ω=2200Ω
通過R的電流
I==0.1A
答：當(dāng)燈起指示作用時(shí)，通過電阻R的電流是0.1安．
（3）無人入廁時(shí)，R與L串聯(lián)，電路中消耗的總功率為
P₁=UI=0.1A×220V=22W
有人入廁時(shí)，L正常發(fā)光，電路中消耗的總功率為
P₂=P_L=40W
P₁＜P₂
答：有人入廁時(shí)，電路中消耗的功率大
點(diǎn)評：準(zhǔn)確分析電路狀態(tài)并能結(jié)合歐姆定律和電功率公式即可準(zhǔn)確計(jì)算電路元件的電流、電阻和電功率的大小，學(xué)生要牢固掌握．