Question

5．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈泡L₂標(biāo)有“24V  12W”．開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為1A，電壓表的示數(shù)為12V，燈泡L₁正常發(fā)光．不考慮溫度對(duì)燈泡燈絲電阻的影響，求：
（1）燈泡L₁的額定功率．
（2）在10s內(nèi)，燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)消耗的電能．
（3）燈泡L₂的電阻．
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，求電流表的示數(shù)和燈泡L₂的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）分析S₁閉合、S₂斷開時(shí)，電路的連接情況，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡L₁的額定功率；
（2）根據(jù)W=Pt計(jì)算L₂正常發(fā)光時(shí)消耗的電能；
（3）根據(jù)R₂=$\frac{{U}^{2}}{P}$計(jì)算出燈泡L₂的電阻；
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出L₂的電流，由并聯(lián)電路的電流規(guī)律得出電流表的示數(shù)；
根據(jù)P=UI計(jì)算出L₂的實(shí)際功率．

解答 解：（1）開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時(shí)，電路中只有L₁，燈泡正常發(fā)光，則U_額1=U=12V，I_額1=I=1A，則其額定電功率為：P_額1=U_額1I_額1=12V×1A=12W；
（2）L₂正常發(fā)光時(shí)功率為12W，由P=$\frac{W}{t}$得：W=P_額2t=12W×10s=120J；
（3）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，燈泡L₂的電阻R₂=$\frac{{U}_{額2}^{2}}{{P}_{額2}}$=$\frac{（24V）^{2}}{12W}$=48Ω；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，兩燈泡并聯(lián)，此時(shí)通過(guò)L₁的電流仍為1A，
通過(guò)L₂的電流I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{48Ω}$=0.25A；
所以電流表的示數(shù)為I=I₁+I₂=1A+0.25A=1.25A；
L₂的實(shí)際功率P₂=UI₂=12V×0.25A=3W．
答：（1）燈泡L₁的額定功率為12W；
（2）在10s內(nèi)，燈泡正常L₂正常發(fā)光時(shí)消耗的電能為120J；
（3）燈泡L₂的電阻為48Ω；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為1.25A；燈泡L₂的實(shí)際功率為3W．

點(diǎn)評(píng) 本題是電學(xué)的綜合計(jì)算題目，考查了有關(guān)電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵熟練掌握歐姆定律，搞清并聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)．