Question

8．如圖所示為一由雙刀雙擲電鍵S、兩節(jié)干電池（每節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=1Ω）和一個(gè)小燈泡（額定電壓為2.5V，額定電流為0.15A）組成的電路，那么：
（1）當(dāng)觸刀擲向a、b時(shí)（a和e、d接通，b和f、c接通），兩個(gè)電池是怎樣連接的？小燈泡消耗的功率是多少？
（2）當(dāng)觸刀擲向c、d時(shí)，兩個(gè)電池是怎樣連接的？小燈泡消耗的功率是多少？

Answer 1

分析 分析電路結(jié)構(gòu)，明確開關(guān)的連接方法即可得出對(duì)應(yīng)的電源的連接方式，注意電也并聯(lián)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻等效為總內(nèi)阻的一半；而串聯(lián)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為各電動(dòng)勢(shì)之和，內(nèi)阻為各內(nèi)阻之和，再根據(jù)閉合電路歐姆定律及功率公式分析求解即可．

解答 解：（1）a和e、d接通，b和f、c接通，則兩電源并聯(lián)，等效電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，等效內(nèi)阻R=$\frac{r}{2}$=$\frac{1}{2}$=0.5Ω，電燈的電阻R_L=$\frac{2.5}{0.15}$=16.67Ω，由閉合電路的歐姆定律I=$\frac{E}{R+{R}_{L}}$=$\frac{1.5}{0.5+16.67}$=0.087A，所以小燈泡消耗的實(shí)際功率P實(shí)=I2RL=（0.087）2RL=（0.087）2×16.67=0.13W
（2）當(dāng)觸刀擲向c、d時(shí)，兩個(gè)電池串聯(lián)，等效電動(dòng)勢(shì)E=3V，等效內(nèi)阻R=2r=2Ω，由閉合電路的歐姆定律I'=$\frac{E}{R+{R}_{L}}$=$\frac{3}{2+16.67}$=0.16A，所以小燈泡消耗的實(shí)際功率P_實(shí)'=（0.16）²×16.67=0.43W．
答：（1）當(dāng)觸刀擲向a、b時(shí)，兩個(gè)電池并聯(lián)；小燈泡消耗的功率是0.13W；
（2）當(dāng)觸刀擲向c、d時(shí)，兩個(gè)電池是串聯(lián)，小燈泡消耗的功率是0.43W．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)電源并聯(lián)時(shí)電動(dòng)勢(shì)不變，等效內(nèi)阻為兩電源內(nèi)阻的并聯(lián)值；當(dāng)電源串聯(lián)時(shí)，等效電動(dòng)勢(shì)等于兩電源電動(dòng)勢(shì)之和，電阻等于內(nèi)阻之和；再根據(jù)閉合電路的歐姆定律和電功率的表達(dá)式計(jì)算即可