Question

（2013?岳陽）如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V．
（1）當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電流表示數為0.3A，求R的阻值；
（2）閉合開關S₁，S₃，斷開S₂時，小燈泡正常發光，電流表示數為0.9A，求通電10s燈泡消耗的電能；
（3）只閉合開關S₂，斷開S₁，S₃，求小燈泡實際的電功率（假設小燈泡的電阻不變）．

Answer 1

分析：（1）當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出R的阻值；
（2）閉合開關S₁，S₃，斷開S₂時，燈泡與R并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路各支路獨立工作、互不影響可知通過R的電流不變，根據并聯電路的電流特點求出通過燈泡的電流，利用并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出R的阻值，利用W=UIt求出通電10s燈泡消耗的電能；
（3）只閉合開關S₂，斷開S₁，S₃時，L與R串聯，根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據P=I²R求出小燈泡實際的電功率．

解答：解：（1）當開關S₁閉合，S₂，S₃斷開時，電路為R的簡單電路，電流表測電路中的電流，
根據歐姆定律可得：
R=

U

IR

=

6V

0.3A

=20Ω；
（2）閉合開關S₁，S₃，斷開S₂時，燈泡與R并聯，電流表測干路電流，
∵并聯電路中各支路獨立工作、互不影響，
∴此時通過R的電流0.3A不變，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴I_L=I-I_R=0.9A-0.3A=0.6A，
∵并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
∴燈泡的電阻：
R_L=

U

IL

=

6V

0.6A

=10Ω，
通電10s燈泡消耗的電能：
W_L=UI_Lt=6V×0.6A×10s=36J；
（3）只閉合開關S₂，斷開S₁，S₃時，L與R串聯，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴此時電路中的電流：
I′=

U

RL+R

=

6V

10Ω+20Ω

=0.2A，
燈泡的實際功率：
P_L=（I′）²×R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
答：（1）R的阻值為20Ω；
（2）閉合開關S₁，S₃，斷開S₂時，通電10s燈泡消耗的電能為36J；
（3）只閉合開關S₂，斷開S₁，S₃時，小燈泡實際的電功率為0.4W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是開關閉合、斷開時電路連接方式的辨別，難度不大，只要按部就班的解答即可解決問題．