Question

如圖所示電路中，R₁=2Ω，R₂=3Ω．當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電流表的示數為0.6A；當開關S₁，S₂，S₃都閉合時，電流表示數為1.5A，且燈泡正常發光．求：
（1）電源電壓．
（2）燈泡的額定功率．
（3）當S₁，S₂，S₃都閉合時，通過1min，電阻R₂消耗的電能．

Answer 1

分析：（1）當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電阻R_l、R₂串聯，電流表測總電流，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當開關S₁，S₂，S₃都閉合時，R₂和燈泡L并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出通過電阻R₂的電流，根據并聯電路電流特點可求通過燈泡的電流，根據公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）根據W=UIt求出當S₁，S₂，S₃都閉合時，通過1min電阻R₂消耗的電能．

解答：解：（1）當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電阻R_l、R₂串聯，電流表測總電流，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據歐姆定律可得，電源的電壓：
U=I（R₁+R₂）=0.6A×（2Ω+3Ω）=3V；
（2）當開關S₁，S₂，S₃都閉合時，R₂和燈泡L并聯，電流表測干路電流，
∵并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
∴通過R₂的電流：
I₂=

U

R2

=

3V

3Ω

=1A，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過燈泡的電流：
I_L=I′-I₂=1.5A-1A=0.5A，
∵燈泡正常發光，
∴燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=UI_L=3V×0.5A=1.5W；
（3）當S₁，S₂，S₃都閉合時，通過1min，電阻R₂消耗的電能：
W₂=U₂I₂t=UI₂t=3V×1A×60s=180J．
答：（1）電源電壓為3V；
（2）燈泡的額定功率1.5W；
（3）當S₁，S₂，S₃都閉合時，通過1min，電阻R₂消耗的電能為180J．

點評：本題考查了串聯電路的特點和并聯電路的特點以及歐姆定律、電功公式的應用，關鍵是開關閉合斷開、閉合時電路串并聯的辨別以及知道額定電壓下燈泡正常發光．