Question

（2013?茂名模擬）如圖所示電路中，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，R₂=12Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，這時(shí)小燈泡L正常發(fā)光，求：
（1）電源電壓U；    
（2）電阻R₁的阻值和1min放出的電熱；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，小燈泡L消耗的功率．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)兩開關(guān)均閉合時(shí)，R₁與L并聯(lián)后與R₂串聯(lián)；則電源電壓應(yīng)等于燈泡兩端的電壓，由燈泡的銘牌信息可知燈泡的額定電壓；
（2）由燈泡的銘牌信息利用功率公式可求得燈泡的額定電流，則由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可求得通過R₁的電流；由歐姆定律可求得電阻R₁的阻值；由焦耳定律Q=I²Rt求電熱；
（3）當(dāng)兩開關(guān)都斷開時(shí)，燈泡與R₂串聯(lián)，由功率公式R=

U2

P

可求得燈泡的內(nèi)阻；則由歐姆定律可求得電路中的電流，則由功率公式可求得小燈泡消耗的功率．

解答：解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡與電阻R₁并聯(lián)，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，
U_額=6V；
電源電壓U=U_額=6V；
（2）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡正常發(fā)光，
通過燈泡的電流：I_額=

P額

U額

=

3W

6V

=0.5A；
通過R₁的電流：I₁=I-I_額=0.8A-0.5A=0.3A；
R₁的電阻：R₁=

U

I1

=

6V

0.3A

=20Ω；
1min放出的電熱Q=I₁²R₁t=（0.3A）²×20Ω×60s=108J；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，小燈泡L與R₂串聯(lián)
燈泡的電阻R_L=

U 2 額

P額

=

(6V)2

3W

=12Ω；
此時(shí)電路中的電流I₀=

U

RL+R2

=

6V

12Ω+12Ω

=0.25A；
燈泡的實(shí)際功率P=I²R=（0.25A）²×12Ω=0.75W；
答：（1）電源電壓為6V；（2）R₁的電阻為20Ω；1min放出的電熱為108J；
（3）小燈泡L消耗的功率為0.75W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了歐姆定律及功率公式的應(yīng)用，注意通過開關(guān)的通斷明確電路的結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)明確燈泡正常發(fā)光即工作在額定狀態(tài)下．