Question

【題目】如圖所示，已知小燈泡L1的額定電壓為2V，L2的額定電壓為6V，電源電壓保持不變．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S4閉合，S2和S3斷開(kāi)時(shí)，電壓表示數(shù)為5V，L1實(shí)際消耗的功率為其額定功率的 ；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，S3和S4斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S3閉合，S2和S4斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A．設(shè)溫度對(duì)電阻的影響可以不計(jì)，求L2的額定功率為多少？當(dāng)S1、S2、S4均閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量為多少？

Answer 1

【答案】解：

設(shè)電源電壓為U
因?yàn)镻=UI，I= ，Q=I2Rt；
所以，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S4閉合，S2和S3斷開(kāi)時(shí)，R與L1串聯(lián)（L2短路），依題意有：
U1= ×U1額= ×2V=1V
U=U1+5=1V+5V=6V
U1=I1R1①
U﹣U2=I1R ②；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2閉合，S3和S4斷開(kāi)時(shí)，R與L2串聯(lián)，依題意有：
U2=I2R2 ③
U﹣U2=I2R ④
由①、②、③和④得 = × = × = ⑤
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S3閉合，S2和S4斷開(kāi)時(shí)，L1與L2串聯(lián)，依題意有：
R1+R2= = =12Ω ⑥
由③、④、⑤和⑥得：R=R2=10Ω　　　　
L2的額定功率P2額= = =3.6W
當(dāng)S1、S2、S4均閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，L1、L2被短路，依題意有：
1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt= = ×60s=216J
答：L2的額定功率為3.6W；當(dāng)S1、S2、S4均閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，1min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量為216J．
【解析】（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S4閉合，S2和S3斷開(kāi)時(shí)，R與L1串聯(lián)（L2短路），利用電功率公式P= 可求出U1；（2）再利用串聯(lián)電路中電壓關(guān)系和歐姆定律列出方程組求解L2的額定功率；（3）當(dāng)S1、S2、S4均閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，L1、L2被短路，根據(jù)題意結(jié)合Q=I2Rt 求出電流產(chǎn)生的熱量．
【考點(diǎn)精析】掌握電功率的計(jì)算公式和焦耳定律的計(jì)算公式及其應(yīng)用是解答本題的根本，需要知道計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R；焦耳定律公式：Q=I2Rt ，（式中單位Q→焦；I→安(A)；R→歐(Ω)；t→秒．）．