Question

3．如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電燈L上標(biāo)有“12V  6W”字樣，當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，電燈恰好正常發(fā)光，電壓表讀數(shù)為4V，求：
（1）電源電壓和電阻R₀的阻值．
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電阻R₀消耗的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開時，L與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電阻R₀的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電路為R₀的簡單電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻R₀消耗的功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁閉合，S₂斷開時，L與R₀串聯(lián)，電壓表測R₀兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U₀=12V+4V=16V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電路為R₀的簡單電路，
電阻R₀消耗的功率：
P₀=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（16V）^{2}}{8Ω}$=32W．
答：（1）電源的電壓為16V，電阻R₀的阻值為8Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電阻R₀消耗的功率是32W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、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．