Question

12．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣（燈絲電阻不變），R₂的阻值為6Ω．
（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，小燈泡能正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.3A，R₁的阻值為多大？
（2）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，小燈泡能正常發(fā)光，1min內(nèi)小燈泡消耗了多少電能？
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率又是多大？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)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(guò)燈泡的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₁的電流，利用歐姆定律求出R₁的阻值；
（2）根據(jù)W=Pt求出小燈泡正常發(fā)光1min內(nèi)消耗的電能；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈泡L與R₂串聯(lián)，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(shí)燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與L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=6V，
由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
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=1.3A-0.5A=0.8A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.8A}$=7.5Ω；
（2）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=3W×60s=180J；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，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′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{12Ω+6Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
燈泡的實(shí)際功率為：
P_實(shí)=（I′）²R_L=（$\frac{1}{3}$A）²×12Ω=1.33W．
答：（1）R₁的阻值為7.5Ω；
（2）小燈泡能正常發(fā)光1min消耗的電能為180J；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈泡的實(shí)際功率是1.33W．

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