Question

10．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6V  3.6W”字樣，當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，電壓表示數(shù)為9V，燈泡正常發(fā)光．求：
（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）電源電壓；
（3）電阻R的阻值；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂同時閉合時，整個電路在5min消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，燈泡正常發(fā)光，由串聯(lián)電路的電壓特點計算電源電壓；
（3）由燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=UI計算其電流，根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算R的阻值；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂同時閉合時，電路為R的簡單電路，由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計算電路在5min消耗的電能．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈泡正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時，R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端電壓，燈泡正常發(fā)光，即燈泡電壓達(dá)到額定電壓，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得電源電壓：
U=U_R+U_額=9V+6V=15V；
（3）由P=UI和燈泡正常發(fā)光時電流：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A，
串聯(lián)電路的電流特點，R的電流：I_R=I_L=0.6A，
電阻R的阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂同時閉合時，L短路，電路為R的簡單電路，
電路在5min消耗的電能：
W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（15V）^{2}}{15Ω}$×5×60s=4500J．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻10Ω；
（2）電源電壓為15V；
（3）電阻R的阻值15Ω；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂同時閉合時，整個電路在5min消耗的電能為4500J．

點評 本題考查串聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率和電功公式的應(yīng)用，正確分析電路，靈活運用公式即可解題．