Question

19．如圖所示，L為標(biāo)為“3V 0.15W”的一只燈泡，R的阻值為120Ω．
（1）當(dāng)開關(guān)K₂閉合，K₁斷開時，L恰好正常發(fā)光，此時電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？
（2）當(dāng)開關(guān)K₁閉合，K₂斷開時，電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？
（3）當(dāng)開關(guān)K₁，K₂均斷開時，小燈泡消耗的功率是多少？（第三問保留兩位有效數(shù)字）（不考慮燈泡電阻的變化）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)K₂閉合，K₁斷開時，R被短路，只有L工作，利用L恰好正常發(fā)光，結(jié)合P=UI求出電流表示數(shù)；
（2）當(dāng)開關(guān)K₁閉合，K₂斷開時，燈L短路，R接入電路工作，利用I=$\frac{U}{R}$求出電流，確定電流表的示數(shù)；
（3）當(dāng)開關(guān)K₁，K₂均斷開時，燈和電阻串聯(lián)，利用燈的電阻不變，結(jié)合歐姆定律I=$\frac{U}{R}$和P=I²R求出小燈泡消耗的功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)K₂閉合，K₁斷開時，R被短路，則電壓表示數(shù)為零；
只有L正常發(fā)光，由題意可知，P=UI得：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.15W}{3V}$=0.05A，所以電流表的示數(shù)0.05A；
（2）當(dāng)開關(guān)K₁閉合，K₂斷開時，燈L短路，R接入電路工作，
由題意可知：電壓表為3V，電流表的示數(shù)為：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{120Ω}$=0.025A；
（3）當(dāng)開關(guān)K₁，K₂均斷開時，燈和電阻串聯(lián)，由P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$得：
R_L=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{0.15W}$=60Ω；
所以電路中的電流為：
I=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{3V}{120Ω+60Ω}$=$\frac{1}{60}$A，
故P_L=I²R_L=（$\frac{1}{60}$A）²×60Ω≈0.017W．
答：（1）當(dāng)開關(guān)K₂閉合，K₁斷開時，L恰好正常發(fā)光，此時電壓表示數(shù)為0V；電流表的示數(shù)為0.05A；
（2）當(dāng)開關(guān)K₁閉合，K₂斷開時，電流表示數(shù)為0.025A；電壓表的示數(shù)是多3V；
（3）當(dāng)開關(guān)K₁，K₂均斷開時，小燈泡消耗的功率是0.017W．

點評 此題屬于電功率和歐姆定律的綜合計算，逐一分析電路連接方式以確定運(yùn)用的原理．