Question

14．如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V．
（1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂，S₃斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A，求R的阻值；
（2）閉合開關(guān)S₁，S₃，斷開S₂時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.9A，求通電5min燈泡所消耗的電能；
（3）只閉合開關(guān)S₂，斷開S₁，S₃，求小燈泡實(shí)際的電功率（假設(shè)小燈泡的電阻不變）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂，S₃斷開時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R的阻值；
（2）閉合開關(guān)S₁，S₃，斷開S₂時(shí)，燈泡L與電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過(guò)R的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)L的電流，根據(jù)W=UIt求出通電5min燈泡所消耗的電能；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，只閉合開關(guān)S₂，斷開S₁、S₃時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出小燈泡實(shí)際的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂，S₃斷開時(shí)，電路為R的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（2）閉合開關(guān)S₁，S₃，斷開S₂時(shí)，燈泡L與電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過(guò)R的電流不變，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=I-I_R=0.9A-0.3A=0.6A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，電5min燈泡所消耗的電能：
W_L=UI_Lt=6V×0.6A×5×60s=1080J；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
只閉合開關(guān)S₂，斷開S₁，S₃時(shí)，燈L與R串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A，
燈泡的實(shí)際功率：
P_L=（I′）²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
答：（1）R的阻值為20Ω；
（2）通電5min燈泡所消耗的電能為1080J；
（3）只閉合開關(guān)S₂，斷開S₁，S₃，小燈泡實(shí)際的電功率為0.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功公式、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的辨別．