Question

如圖所示，燈泡L上標(biāo)有“6V、3.6W”，R₁=5Ω，R₂=10Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，求：
（1）電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)和燈泡L的實(shí)際電功率分別是多少？

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電壓表被短路，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓以及通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)R₂的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流的大小；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，先根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．

解答：解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電壓表被短路，電流表測(cè)干路電流，則電壓表的示數(shù)為0V，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=U_L=6V，
由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
R_L=

PL

UL

=

3.6W

6V

=0.6A，
由I=

U

R

可得，通過(guò)R₂的電流：
I₂=

U

R2

=

6V

10Ω

=1.2A，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴干路電流表的示數(shù)：
I=I_L+I₂=0.6A+0.6A=1.2A；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，電壓表測(cè)R₁兩端的電壓，
燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.6A

=10Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴此時(shí)電路中的電流：
I′=

U

R1+RL

=

6V

5Ω+10Ω

=0.4A，
電壓表的示數(shù)：
U₁=I′R=0.4A×5Ω=2V，
燈泡的實(shí)際功率：
P_實(shí)=（I′）²R_L=（0.4A）²×10Ω=1.6W．
答：（1）電流表的示數(shù)為1.2A，電壓表的示數(shù)為0V；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，燈泡L的實(shí)際電功率為1.6W．

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、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是分清開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路的串并聯(lián)．