Question

17．如圖所示，電源電壓保持不變，燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”字樣（燈絲的阻值不變），當(dāng)S和S₁都閉合時，電壓表示數(shù)為10V；當(dāng)S閉合，S₁斷開時，燈泡L正常發(fā)光．
（1）畫出S和S₁都閉合時的等效電路圖并求出電源電壓．
（2）求電阻R的阻值；
（3）求當(dāng)S閉合，S₁斷開時，電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S和S₁都閉合時，電路為R的簡單電路，電壓表測電源的電壓，根據(jù)電壓表的示數(shù)得出電源的電壓；
（2）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，電阻R與燈泡L串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R的阻值；
（3）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率．

解答 解：（1）當(dāng)S和S₁都閉合時，等效電路圖如下圖所示：

電壓表的示數(shù)為10V，則電源的電壓為10V；
（2）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，電阻R與燈泡L串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=UI求出電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：
U_R=U-U_L=10V-6V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{1A}$=4Ω；
（3）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，電路消耗的總功率：
P=UI=10V×1A=10W．
答：（1）S和S₁都閉合時的等效電路圖如上圖所示，電源電壓為10V；
（2）電阻R的阻值為4Ω；
（3）當(dāng)S閉合，S₁斷開時，電路消耗的總功率為10W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．