Question

2．如圖所示電路中，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“12V 6W”字樣，R₂=16Ω，當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，這時(shí)燈L正常發(fā)光，不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響，求：
（1）電源電壓和燈L的電阻值為多少？
（2）電阻R₁的阻值是多大？
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)，燈L實(shí)際消耗的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求燈泡的電阻；當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R₁并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓即為電源電壓．
（2）已知燈泡的額定電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律可求通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出通過(guò)電阻R₁的電流；進(jìn)一步求出電阻R₁的阻值．
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出電路總電流；根據(jù)公式P=I²R求出燈L實(shí)際消耗的功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電路如右圖

燈泡電阻R_L=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（12V）}^{2}}{6W}$=24Ω；
因?yàn)榇藭r(shí)燈L正常發(fā)光；
所以U=U_L=12V．
（2）通過(guò)燈泡的電流I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{24Ω}$=0.5A；
I₁=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A；       
電阻R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω；

（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，電路如右圖

此時(shí)電路電流I'=$\frac{U}{{R}_{L}{+R}_{2}}$=$\frac{12V}{24Ω+16Ω}$=0.3A；
燈L實(shí)際消耗的功率是P_L=I'²R_L=（0.3A）²×24Ω=2.16W．
答：（1）燈L電阻和電源電壓為24Ω和12V．
（2）電阻R₁的阻值是40Ω．
（3）燈L實(shí)際消耗的功率是2.16W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電壓、電阻、電流、實(shí)際功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)電路的正確分析．