Question

8．如圖所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A（設(shè)燈絲電阻不受溫度影響）．求：
（1）燈泡L的額定電流；
（2）電阻R的阻值；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，燈泡L消耗的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）已知小燈泡的銘牌數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI求出燈泡L的額定電流；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等得出電源的電壓；燈絲電阻不受溫度影響，由歐姆定律可得燈泡的電阻；
當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，R與L串聯(lián)，知道電源電壓和此時(shí)電路中的電流，利用I=$\frac{U}{R}$可求出電路中的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可求出電阻R的阻值；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，知道電路中的電流，根據(jù)P=UI=I²R求出燈泡L的實(shí)際功率．

解答 解：（1）燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，
根據(jù)P=UI可得，燈泡L的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）當(dāng)開關(guān)S、S₁同時(shí)閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路，
因?yàn)闊襞菡�常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，
所以，電源電壓：U=U_L額=6V；
燈絲電阻不受溫度影響，由歐姆定律可得燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流；
此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A，由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
因?yàn)榇��?lián)電路的總電阻等于各電阻阻值之和，
所以，電阻R的阻值：R=R_總-R_L=30Ω-12Ω=18Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，電路中的電流I=0.2A，
由P=UI=I²R可得，燈泡L的實(shí)際功率：P_L實(shí)=I²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W．
答：（1）燈泡L的額定電流為0.5A；
（2）電阻R的阻值為18Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開時(shí)，燈泡L消耗的實(shí)際功率為0.48W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及對(duì)電路連接方式的判斷．