Question

14．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有“6V 1.5W”字樣，R₂為6Ω．
（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，小燈泡能正常發(fā)光，A表的示數(shù)為0.55A，R₁的阻值為多大？
1min內(nèi)電流通過小燈泡消耗了多少電能？
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，V表示數(shù)的多大？此時燈泡的實際功率又是多大？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₁與L并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)P=UI求出通過燈泡的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點求出通過R₁的電流，利用歐姆定律求出R₁的阻值；
根據(jù)W=Pt求出小燈泡正常發(fā)光1min內(nèi)消耗的電能；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)S₁、S₂都斷開時，燈泡L與R₂串聯(lián)，V表測量R₂兩端電壓，利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出此時燈泡的實際功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₁與L并聯(lián)，電流表測干路電流，
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=6V，
由P=UI可得，通過燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.5W}{6V}$=0.25A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₁的電流：
I₁=I-I_L=0.55A-0.25A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
由P=$\frac{W}{t}$可得，小燈泡正常發(fā)光1min內(nèi)消耗的電能：
W_L=P_Lt=1.5W×60s=90J；
（2）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，
當(dāng)S₁、S₂都斷開時，燈泡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′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{24Ω+6Ω}$=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，V表的示數(shù)U₂=I′R₂=0.2A×6Ω=1.2V，
燈泡的實際功率為：
P_實=（I′）²R_L=（0.2A）²×24Ω=0.96W．
答：（1）R₁的阻值為20Ω；小燈泡能正常發(fā)光1min消耗的電能為90J；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，V表示數(shù)為1.2V，燈泡的實際功率是0.96W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式、電功公式的綜合應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．