Question

7．如圖所示電路，電源電壓U和小燈泡L電阻不變，R₁、R₂是定值電阻，當開關(guān)S閉合，S₁、S₂斷開時，電壓表示數(shù)為3V，電流表的示數(shù)為0.1A；當開關(guān)S、S₂閉合，S₁斷開時，電流表的示數(shù)為0.6A；電阻R₂的電功率是3.6W．請求：
（1）電阻R₁的電阻值為30Ω，電源電壓6V．
（2）當開關(guān)S、S₁閉合，S₂斷開時，電流10s內(nèi)通過電阻R₁所產(chǎn)生的熱量．
（3）當開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，小燈泡L正常發(fā)光，小燈泡L的額定電功率．

Answer 1

分析 （1）當開關(guān)S閉合，S₁、S₂斷開時，電阻R₁、R₂和燈泡串聯(lián)，電壓表測量R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R₁的電阻值和電路的總電阻；
當開關(guān)S、S₂閉合，S₁斷開時，電阻R₁和燈泡L斷路，只有R₂工作，根據(jù)P=UI求出電源電壓，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電阻規(guī)律求出R₂的阻值和燈絲的阻值；
（2）當開關(guān)S、S₁閉合，S₂斷開時，電路為R₁的基本電路，根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t即可求出電流10s內(nèi)通過電阻R₁所產(chǎn)生的熱量；
（3）當開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，電阻R₁、R₂和燈泡并聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出小燈泡L的額定電功率．

解答 解：（1）當開關(guān)S閉合，S₁、S₂斷開時，電阻R₁、R₂和燈泡串聯(lián)，電壓表測量R₁兩端的電壓，
由歐姆定律得，電阻R₁的電阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω；
當開關(guān)S、S₂閉合，S₁斷開時，電阻R₁和燈泡L斷路，只有R₂工作，
由P=UI得，電源電壓：U=$\frac{P}{I}$=$\frac{3.6W}{0.6A}$=6V；
電阻R₂的電阻值：R₂=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
當開關(guān)S閉合，S₁、S₂斷開時，電路的總電阻：R=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
因為串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電阻之和，所以阻值：R₂=60Ω-30Ω-10Ω=20Ω；
（2）當開關(guān)S、S₁閉合，S₂斷開時，電路為R₁的基本電路；
電流10s內(nèi)通過電阻R₁所產(chǎn)生的熱量：Q=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$t=$\frac{（6V）^{2}}{30Ω}$×10s=12J；
（3）當開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，電阻R₁、R₂和燈泡并聯(lián)；
小燈泡L的額定電功率：P_L=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{20Ω}$=1.8W．
答：（1）30；6；
（2）當開關(guān)S、S₁閉合，S₂斷開時，電流10s內(nèi)通過電阻R₁所產(chǎn)生的熱量為12J．
（3）當開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，小燈泡L正常發(fā)光，小燈泡L的額定電功率為1.8W．

點評 解決本題的關(guān)鍵是要根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)來判斷各個電器是串聯(lián)還是并聯(lián)；判定串并后再根據(jù)串并電路的特點來解答．