Question

12．如圖所示，電源電壓保持不變，A，B，C是理想電流表或電壓表，L₁和L₂的額定功率比為1：3，閉合開關S，A，B，C三只電表的讀數分別為1，2，3（單位為安或伏），兩燈均正常發光（假定燈絲電阻不變）．請回答．
（1）電源電壓為4伏；
（2）若將L₁換成“5V，10W”的小燈泡接入電路，閉合開關S，則L₂消耗的實際功率為1.5W．

Answer 1

分析 理想電壓表內阻無窮大，理想電流表內阻為零．若A、B、C均為電流表，兩個燈將被短路．若A、B、C均為電壓表，兩個電燈均不亮．由于兩燈的額定電壓相同，額定功率不同，兩燈并聯時能都正常發光，若串聯時，不可能同時正常發光．

解答 解：（1）由于理想電壓表內阻無窮大，若A、B、C均為電壓表，電路中電流為零，兩個電燈均不亮，與題不符；
由于理想電流表內阻為零，若A、B、C均為電流表，兩個燈將被短路，均不亮；
當A、B為電壓表，C為電流表時，L₂燈不亮，L₁能正常發光，與題不符；
當A、C為電壓表B為電流表，兩燈串聯，兩燈能同時正常發光，功率之比能為1：3，與題目相符，
由題目可知閉合開關S，A、B、C三只電表的讀數分別為1，2，3，即U₁=1V，U₂=3V，U=4V，I=2A；
（2）若將L₁換成“5V，10W”的小燈泡接入電路，R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（5V）^{2}}{10W}$=2.5Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{3V}{2A}$=1.5Ω
閉合開關S，
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{4V}{2.5Ω+1.5Ω}$=1A，
則L₂消耗的實際功率P₂′=（I′）²R₂=（1A）²×1.5Ω=1.5W．
故答案為：（1）4；（2）1.5W．

點評 本題關鍵抓住理想電壓表的內阻無窮大，相當于斷路；理想電流表的內阻為零，相當于短路．再進行分析．注意并聯電路特點的運用．