Question

17．如圖所示，電源電壓不變，R是定值電阻，電燈L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，當(dāng)只閉合開關(guān)S時，電燈L正常發(fā)光，再閉合開關(guān)S₁時，電流表的示數(shù)變化了0.2A，求：
（1）電源電壓
（2）電阻R的阻值
（3）開關(guān)都閉合后，5min內(nèi)電路消耗的總電能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合開關(guān)S時，電路為L的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
（2）當(dāng)兩開關(guān)均閉合時，通過L的電流不變，電流表示數(shù)的變化量即為通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電阻R的阻值；
（3）根據(jù)P=UI求出R的電功率，然后加上燈泡的功率即為總功率，根據(jù)W=Pt求出5min內(nèi)電路消耗的總電能．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S時，電路為L的簡單電路，
因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，電源電壓：U=U_L=6V；
（2）當(dāng)兩開關(guān)均閉合時，L與R并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，通過L的電流不變，電流表示數(shù)的變化量即為通過R的電流I_R=0.2A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
（3）電阻R的電功率：
P_R=UI_R=6V×0.2A=1.2W，
因電路中的總功率等于各用電器功率之和，
所以，電路的總功率：
P=P_L+P_R=3W+1.2W=4.2W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，5min內(nèi)電路消耗的總電能：
W=Pt=4.2W×5×60s=1260J．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）電阻R的阻值為30Ω；
（3）開關(guān)都閉合后，5min內(nèi)電路消耗的總電能為1260J．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．