Question

16．如圖所示的電路圖中，R₁=20Ω，R₂=30Ω，燈泡L標(biāo)有“10V，5W”字樣，電源電壓不變．（設(shè)小燈泡的電阻不變）
（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，求電源電壓和電流表A₁的示數(shù)．
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，求電流表A₂的示數(shù)和小燈泡的功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₂與L并聯(lián)，電流表A₁測R₂支路的電流，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電流表A₁的示數(shù)；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，當(dāng)S₁、S₂都斷開時，R₁與L串聯(lián)，電流表A₂測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出小燈泡的功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₂與L并聯(lián)，電流表A₁測R₂支路的電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=10V，
則通過R₂的電流即電流表A₁的示數(shù)：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{10V}{30Ω}$=$\frac{1}{3}$A≈0.33A；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（10V）^{2}}{5W}$=20Ω，
當(dāng)S₁、S₂都斷開時，R₁與L串聯(lián)，電流表A₂測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表A₂的示數(shù)：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{10V}{20Ω+20Ω}$=0.25A，
小燈泡的功率：
P_L實(shí)=I²R_L=（0.25A）×20Ω=1.25W．
答：（1）電源的電壓為10V，電流表A₁的示數(shù)為0.33A；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，電流表A₂的示數(shù)為0.25A，小燈泡的功率為1.25W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．