Question

15．如圖所示，電源電壓保持不變，電阻R與燈泡L并聯(lián)，電阻R的阻值為12Ω，燈泡L的電阻為6Ω，開關(guān)S閉合后，電流表的示數(shù)為3A．求：
（1）電源電壓；
（2）通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量；
（3）S閉合時燈泡L消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）已知定值電阻和燈泡電阻，可以得到并聯(lián)之后的總電阻；已知電路總電阻和干路電流，利用公式U=IR得到電源電壓；
（2）已知電阻阻值、兩端電壓和通電時間，利用公式Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$•t得到電阻產(chǎn)生的熱量；
（3）已知電阻阻值和兩端電壓，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得到燈泡消耗的功率．

解答 解：
（1）由題知，電阻R與燈泡L并聯(lián)，
由并聯(lián)電路的電阻特點得：$\frac{1}{{R}_{總}}$=$\frac{1}{R}$+$\frac{1}{{R}_{L}}$=$\frac{1}{12Ω}$+$\frac{1}{6Ω}$，
解得：R_總=4Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可得，
電源電壓：U=I R_總=3A×4Ω=12V；
（2）由并聯(lián)電路電壓特點知，U=U_R=U_L=12V，
所以通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量：
Q_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$•t=$\frac{（{12V）}^{2}}{12Ω}$×60s=720J；
（3）燈泡L消耗的電功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6Ω}$=24W．
答：（1）電源電壓為12V；
（2）通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量為720J；
（3）S閉合時燈泡L消耗的電功率為24W．

點評 此題考查并聯(lián)電路的特點、電功率和電阻產(chǎn)生熱量的計算，屬于電學(xué)的重點內(nèi)容，但難度不大．掌握基本規(guī)律和公式，根據(jù)需要靈活選擇或變形，是解決此類問題的關(guān)鍵．