Question

某課外小組在探究活動(dòng)中利用多盞“6V　1.8W”的燈進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)燈兩端實(shí)際電壓為額定電壓的2倍時(shí)燈就會(huì)燒壞．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R₂=30Ω，燈L標(biāo)有“6V　1.8W”字樣，當(dāng)S₁、S₂均斷開時(shí)燈正常發(fā)光．求：
（1）電源電壓為多少？
（2）S₁、S₂均閉合時(shí)，通過電源的電流為0.5A，電阻R₁阻值為多少？

Answer 1

解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S₁、S₂均斷開時(shí)燈泡L與電阻R₂串聯(lián)，
∵燈泡正常發(fā)光，
∴燈泡兩端的電壓U_L=6V，燈泡的實(shí)際功率P_L=1.8W
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴電路中的電流I=I_L===0.3A，
由歐姆定律可得，R₂兩端的電壓：
U₂=IR₂=0.3A×30Ω=9V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓：
U=U_L+U₂=6V+9V=15V；
（2）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，R₁與R_L并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且當(dāng)燈兩端實(shí)際電壓為額定電壓的2倍時(shí)燈就會(huì)燒壞，
∴此時(shí)燈泡會(huì)被燒壞，電路為R₁的簡(jiǎn)單電路，通過電源的電流即為通過R₁的電流，
∴R₁===30Ω．
答：（1）電源電壓為15V；
（2）電阻R₁阻值為30Ω．
分析：（1）由電路圖可知，當(dāng)S₁、S₂均斷開時(shí)燈泡L與電阻R₂串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₂兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）當(dāng)S₁、S₂均閉合時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和題意可知燈泡會(huì)被燒壞，電流表的示數(shù)是通過R₁的電流，利用歐姆定律求出電阻R₁阻值．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好“當(dāng)燈兩端實(shí)際電壓為額定電壓的2倍時(shí)燈就會(huì)燒壞”這一條件．