Question

如圖所示的電路中，R₁、R₂為定值電阻，燈L標(biāo)有“16V 4W”的字樣．電源電壓保持不變．
（1）閉合開關(guān)S、S₁、S₂電流表的示數(shù)為0.35A此時(shí)燈L恰能正常發(fā)光，求電阻R₁的大小．
（2）閉合開關(guān)S、斷開開關(guān)S₁、S₂，電壓表的示數(shù)較（1）中變化了3.2V，此時(shí)電阻R₂消耗的電功率．（燈絲電阻不變）

Answer 1

【答案】分析：（1）閉合開關(guān)S、S₁、S₂時(shí)，燈泡L與電阻R₁并聯(lián)，電流表測干路電流；根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源的電壓，此時(shí)通過燈泡的電流和額定電流相等，根據(jù)P=UI求出其大小，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出R₁的電流，最后利用歐姆定律求出電阻R₁的大��；
（2）閉合開關(guān)S、斷開開關(guān)S₁、S₂時(shí)，燈L與電阻R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，根據(jù)題意得出R₂兩端電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=UI求出電阻R₂消耗的電功率．
解答：解：（1）閉合開關(guān)S、S₁、S₂時(shí)，L與R₁并聯(lián)，R₂被短路；
∵燈L正常發(fā)光，且并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，
∴電源電壓U=16V，
根據(jù)P=UI可得：
此時(shí)通過燈泡的電流I_L===0.25A，
根據(jù)歐姆定律可得：
燈泡的電阻R_L===64Ω，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R₁的電流I₁=I-I_L=0.35A-0.25A=0.1A
電阻R₁===160Ω；
（2）S閉合，S₁、S₂時(shí)，燈L與電阻R₂串聯(lián)，
∵（1）時(shí)電壓表被短路，（2）時(shí)電壓表測R₂兩端的電壓，且電壓表示數(shù)較（1）變化了3.2V，
∴R₂兩端的電壓U₂=3.2V，
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和，
∴燈L兩端的電壓U_L′=U-U₂=16V-3.2V=12.8V，
∵串聯(lián)電路各處的電流相等，
∴電路中的電流I′=I_L′===0.2A，
電阻R₂消耗的電功率P₂=U₂I=3.2V×0.2A=0.64W．
答：（1）電阻R₁的大小為160Ω；
（2）閉合開關(guān)S、斷開開關(guān)S₁、S₂，電阻R₂消耗的電功率為0.64W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，難點(diǎn)是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路元件串并聯(lián)的辨別．