Question

如圖：電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“9V  4.5W”，當(dāng)開關(guān)S₁、S₃閉合，S₂斷開時，電流表示數(shù)為1.25A，這時L正常發(fā)光（燈泡電阻不隨溫度變化）求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時，燈泡中電流大小．
（2）電阻R的阻值．
（3）S₁、S₃斷開，S₂閉合時，通電5min電路消耗總的電能．

Answer 1

分析：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過的電流；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₃閉合，S₂斷開時，燈泡與R并聯(lián)，電流表測干路中的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R的電流，利用并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出R的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)S₁、S₃斷開，S₂閉合時，燈泡與電阻R串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和Q=

U2

R

t求出通電5min電路消耗總的電能．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為9V，功率為4.5W，
由P=UI可得，通過的電流：
I_L=

PL

UL

=

4.5W

9V

=0.5A；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₃閉合，S₂斷開時，燈泡與R并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=U_L=9V，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R的電流：
I_R=I-I_L=1.25A-0.5A=0.75A，
則R=

U

IR

=

9V

0.75A

=12Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

9V

0.5A

=18Ω，
當(dāng)S₁、S₃斷開，S₂閉合時，燈泡與電阻R串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴通電5min電路消耗總的電能：
W=

U2

RL+R

t=

(9V)2

18Ω+12Ω

×5×60s=810J．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時，燈泡中電流大小為0.5A；
（2）電阻R的阻值為12Ω；
（3）S₁、S₃斷開，S₂閉合時，通電5min電路消耗總的電能810J．

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