Question

17．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“12V 12W”的字樣，R₂=12Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)．電流表示數(shù)為1.2A．這時(shí)燈L正常發(fā)光（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響），求：
（1）電源電壓；
（2）電阻R₁的阻值；
（3）若將開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)．此時(shí)燈L實(shí)際消耗的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，L與R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
（2）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₁的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，將開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，L與R₂串聯(lián)，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求出此時(shí)燈L實(shí)際消耗的功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，L與R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
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=12V；
（2）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{12W}{12V}$=1A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)R₁的電流：
I₁=I-I_L=1.2A-1A=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{1A}$=12Ω，
將開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，L與R₂串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{12Ω+12Ω}$=0.5A，
則燈L實(shí)際消耗的功率：
P_L=（I'）²R_L=（0.5A）²×12Ω=3W．
答：（1）電源電壓為12V；
（2）電阻R₁的阻值為60Ω；
（3）若將開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)．此時(shí)燈L實(shí)際消耗的功率是3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)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(shí)的電壓和額定電壓相等．