Question

如圖所示，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“5V，5W”字樣，電阻R₁=15Ω，當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開，電流表的示數(shù)為0.2A；當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，電流表示數(shù)為0.9A．則：
（1）燈L的電阻多大？
（2）電源電壓多大？
（3）R₂的阻值多大？
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，燈L消耗的電功率多大？此時電路的總功率多大？

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=

U2

P

求出燈泡的電阻；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開，L與R₁串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，L與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)歐姆定律求出通過L的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R₂的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₂的阻值；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，根據(jù)P=UI分別求出燈L消耗的電功率和電路的總功率．

解答：解：（1）燈L的電阻：
R_L=

U 2 額

P額

=

(5V)2

5W

=5Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都斷開，等效電路圖如圖所示：

電源的電壓U=I（R₁+R_L）=0.2A×（5Ω+15Ω）=4V；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，等效電路圖如圖所示：

通過燈泡的電流I_L′=

U

RL

=

4V

5Ω

=0.8A，
通過R₂的電流I₂=I′-I_L′=0.9A-0.8A=0.1A，
所以R₂=

U

I2

=

4V

0.1A

=40Ω；
（4）此時燈泡L的實際功率P_L′=UI_L′=4V×0.8A=3.2W；
電路的總功率P_總=UI′=4V×0.9A=3.6W．
答：（1）燈L的電阻為5Ω；
（2）電源電壓為4V；
（3）R₂的阻值為40Ω；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂都閉合時，燈L消耗的電功率為3.2W，此時電路的總功率為3.6W．

點評：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及電功率公式、歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是畫出開關(guān)閉合、斷開時的等效電路圖．