Question

9．如圖所示電路中，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，R₂=12Ω，當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，這時(shí)小燈泡L正常發(fā)光．已知功率公式$P=UI=\frac{U^2}{R}={I^2}R$適用于純電阻電路，而小燈泡是純電阻電路．假設(shè)電源提供電壓不變．試求：
（1）電源電壓U；
（2）電阻R₁的阻值；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，小燈泡L消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，其電壓等于額定電壓，即為電源的電壓U．
（2）由P=UI求出通過燈泡的電流，得到通過電阻R₁的電流，根據(jù)歐姆定律即可求得電阻R₁的阻值．
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，先求出電路中的電流，再求燈泡消耗的功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₂被短路，電源的電壓U等于燈泡L的電壓，由于這時(shí)小燈泡L正常發(fā)光，所以 U=6V
（2）由P=UI得：
通過燈泡L的電流 I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3}{6}$A=0.5A
通過電阻R₁的電流 I₁=I-I_L=0.8-0.5=0.3
則R₁=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{1}}$=$\frac{6}{0.3}$=20Ω
（3）小燈泡L的電阻 R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6}{0.5}$=12Ω
當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，電路中電流 I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{6}{12+12}$=0.25A
小燈泡L消耗的功率 P=I′²R_L=0.25²×12W=0.75W
答：
（1）電源電壓U是6V；
（2）電阻R₁的阻值是20Ω；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，小燈泡L消耗的功率是0.75W．

點(diǎn)評 對于直流電路的計(jì)算問題，首先搞清電路的結(jié)構(gòu)，明確各個(gè)元件的連接關(guān)系，再運(yùn)用歐姆定律、功率公式和電路的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算．