Question

6．如圖所示，L是標(biāo)有“6V 3W”字樣的小燈泡，R是定值電阻，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.5A．
（1）求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁和S₃，閉合S₂，求1min內(nèi)定值電阻R產(chǎn)生的熱量？（燈泡電阻不變）

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式P=UI可求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）只閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，燈泡電阻R并聯(lián)，已知燈泡正常發(fā)光，可知燈泡兩端電壓，以及電阻R兩端電壓和電源電壓；
根據(jù)電流表的示數(shù)為1.5A，利用并聯(lián)電路的電流規(guī)律，可求得電阻R支路的電流，然后利用歐姆定律公式變形可求得電阻R的阻值
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得，燈泡的電阻R_L，
若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁和S₃，閉合S₂，則電阻R與燈泡L串聯(lián)；根據(jù)歐姆定律可求得此時(shí)電路中的電流，
然后利用Q=I²Rt可求得1min內(nèi)定值電阻R產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）只閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，燈泡電阻R并聯(lián)，由燈泡正常發(fā)光可知，
電阻R兩端電壓U_R=U_額=U=6V，
已知電流表測(cè)干路的電流，電流表的示數(shù)I=1.5A，
則電阻R支路的電流I_R=I-I_L=1.5A-0.5A=1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，
電阻R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{3W}$=12Ω，
若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁和S₃，閉合S₂，則電阻R與燈泡L串聯(lián)；
此時(shí)電路中的電流I_總=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{6Ω+12Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
1min內(nèi)定值電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I²Rt=${（\frac{1}{3}A）}^{2}$×6Ω×60s=400J．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A；
（2）1min內(nèi)定值電阻R產(chǎn)生的熱量為400J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻、電功和電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是明白各個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)電路的連接情況，這也是本題的重點(diǎn)，還要知道串、并聯(lián)電路電流的規(guī)律．