Question

14．如圖所示電路，燈泡L₁、L₂、L₃分別標(biāo)有“6V 3W”、“6V 3.6W”、“10V 5W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）．
（1）只閉合開關(guān)S₁時，要使其中一只燈泡正常發(fā)光，另一只不燒壞，電源最大電壓是11V，通電1min燈泡L₂產(chǎn)生的熱量是150J．
（2）如果電源電壓為2.4V，要使電流表示數(shù)最大，則應(yīng)閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃，電流表示數(shù)為0.32A．

Answer 1

分析 （1）只閉合開關(guān)S₁時，燈泡L₁、L₂串聯(lián)連接；
已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI的變形公式分別求出額定電流，根據(jù)串聯(lián)電流規(guī)律可知，能正常發(fā)光的只能是額定電流較小的那一個，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡L₁、L₂的阻值，最后根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用求出電源電壓；
根據(jù)Q=I²Rt即可求出通電1min燈泡L₂產(chǎn)生的熱量；
（2）根據(jù)歐姆定律可知，要使電流表示數(shù)最大，則電路中的總電阻最�。挥纱�并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律可知，當(dāng)燈泡并聯(lián)時，電路中的總電阻較小，因此當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時，燈泡L₁、L₃并聯(lián)，電路總電阻最��；
先根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡L₃的阻值，然后根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律求出總電阻，再由歐姆定律求出電路電流，即電流表的示數(shù)．

解答 解：（1）由P=UI可得，I_L1=$\frac{{P}_{L1}}{{U}_{L1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
I_L2=$\frac{{P}_{L2}}{{U}_{L2}}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A；
要使其中一只燈泡正常發(fā)光，另一只不燒壞，則電路中的電流為0.5A；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：R₁=$\frac{{U}_{L1}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
R₂=$\frac{{U}_{L2}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，電源電壓：U=IR_總=0.5A×（12Ω+10Ω）=11V；
通電1min燈泡L₂產(chǎn)生的熱量：Q=I²R₂t=（0.5A）²×10Ω×60s=150J；
（2）根據(jù)歐姆定律可知，要使電流表示數(shù)最大，則電路中的總電阻最��；由串并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律可知，當(dāng)燈泡并聯(lián)時，電路中的總電阻較小，因此當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時，燈泡L₁、L₃并聯(lián)，電路總電阻最小，電流表示數(shù)最大；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：R₃=$\frac{{U}_{L3}^{2}}{{P}_{3}}$=$\frac{（10V）^{2}}{5W}$=20Ω；
并聯(lián)電路中的總電阻：R=$\frac{{R}_{1}{R}_{3}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$=$\frac{12Ω×20Ω}{12Ω+20Ω}$=7.5Ω；
電流表的示數(shù)：I′=$\frac{U′}{R}$=$\frac{2.4V}{7.5Ω}$=0.32A．
故答案為：（1）11；150；（2）S₁、S₂、S₃；0.32A．

點評 本題是電學(xué)的綜合計算題目，考查了有關(guān)歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵熟練掌握歐姆定律，搞清串并聯(lián)電路電流、電壓以及電阻的特點．