Question

18．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡上標(biāo)有”6V 6W“字樣（燈絲電阻不變），R₂的阻值為6Ω，已知S₁、S₂閉合時，小燈泡能正常發(fā)光，求：
（1）小燈泡能正常發(fā)光，10s內(nèi)小燈泡所消耗的電能．
（2）S₁、S₂閉合時，電流表的示數(shù)為1.5A，R₁的阻值．
（3）S₁、S₂斷開時，小燈泡在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）由于小燈泡能正常發(fā)光，小燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，利用W=Pt求10s內(nèi)小燈泡所消耗的電能；
（2）當(dāng)S₁、S₂閉合時，燈和R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，此時小燈泡能正常發(fā)光，電源電壓U=U_額，可求此時通過燈的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求通過R₁的電流，再利用歐姆定律求R₁的阻值；
（3）S₁、S₂斷開時，燈和R₂串聯(lián)，先求出燈的電阻，利用歐姆定律求電路電流再利用焦耳定律求小燈泡在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）因?yàn)樾�燈泡能正常發(fā)光，所以小燈泡的功率P=P_額=6W，
10s內(nèi)小燈泡所消耗的電能：W=Pt=6W×10s=60J；
（2）當(dāng)S₁、S₂閉合時，燈和R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，如圖所示：

已知S₁、S₂閉合時，小燈泡能正常發(fā)光，
所以電源電壓U=U_額=6V，I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
通過R₁的電流I₁=I-I_L=1.5A-1A=0.5A，
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（3）S₁、S₂斷開時，燈和R₂串聯(lián)，如圖所示：

R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
電路中的電流I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{6Ω+6Ω}$=0.5A，
小燈泡在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q=（I′）²R_Lt=（0.5A）²×6Ω×5s=7.5J．
答：（1）小燈泡能正常發(fā)光，10s內(nèi)小燈泡所消耗的電能為60J．
（2）S₁、S₂閉合時，電流表的示數(shù)為1.5A，R₁的阻值為12Ω．
（3）S₁、S₂斷開時，小燈泡在5s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為7.5J．

點(diǎn)評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、焦耳定律的應(yīng)用，最好根據(jù)題目條件畫出等效電路圖幫助分析解答．