Question

11．如圖所示電路中，R_l=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1.3A，且燈泡正常發光．設電源電壓不變．求：
（1）電源電壓；
（2）燈泡的電阻：
（3）燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 （1）開關S₁閉合，S₂、S₃斷開時，R_l、R₂串聯，根據串聯電路電阻的特點求出總電阻，再根據公式U=IR即可求出電源電壓；
（2）（3）開關S₁、S₂、S₃都閉合時，L和R₂并聯，并且燈泡正常發光；因此先根據電源電壓和R₂的阻值求出通過R₂的電流，再根據并聯電路電流的特點求出燈泡的額定電流，由歐姆定律求燈的電阻，由P=UI即可求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）開關S₁閉合，S₂、S₃斷開時，等效電路如下圖所示：

從圖中可以看出，R_l、R₂串聯；則
電路中的總電阻R=R_l+R₂=2Ω+3Ω=5Ω；
電源電壓：U=IR=0.6A×5Ω=3V．
（2）（3）開關S₁、S₂、S₃都閉合時，等效電路如下圖所示：

從圖中可以看出，L和R₂并聯；根據題意可知此時燈泡正常發光；則燈的額定電壓為電源電壓3V，
通過R₂的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{3V}{3Ω}$=1A；
由并聯電路電路的規律，則通過燈泡的電流：
I_L=1.3A-1A=0.3A；
燈的電阻：
R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}=\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
故燈泡的額定功率：
P_L=UI_L=3V×0.3A=0.9W．
答：（1）電源電壓為3V；
（2）燈泡的電阻為10Ω：
（3）燈泡的額定功率為0.9W．

點評 本題考查了串并聯電路的特點、歐姆定律的應用及功率的計算公式的掌握情況．本題的關鍵還是根據開關的不同組合來識別電路的連接形式，弄清各種情況中電路的連接形式、并畫出其等效電路，