Question

在图1对应的电路中，电源电压为8V．求（解题时要画出相应简化后的等效电路图，如例图2）：

（1）只闭合开关S₁时，电流表的读数为0.4A，则R₁=？
（2）只闭合开关S₂时，电压表的读数为6V，此时小灯泡L₂正常发光，则小灯泡的额定功率是多少？
（3）两个开关都闭合，通电100s后，电路元件消耗的电能是多少？

Answer 1

解：（1）只闭合开关S₁时，等效电路图如图1所示：

根据欧姆定律可得：
R₁===20Ω；
（2）只闭合开关S₂时，等效电路图如图2所示：
灯泡正常发光时的电压为6V
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴电路中的电流：
I′===0.1A，
灯泡的额定功率：
P₂=U₂I′=6V×0.1A=0.6W；
（3）两个开关都闭合时，等效电路图如图3所示：
通电100s后电路元件消耗的电能：
W=UIt=8V×0.4A×100s=320J．
答：（1）R₁的阻值为20Ω；
（2）小灯泡的额定功率是0.6W；
（3）两个开关都闭合，通电100s后，电路元件消耗的电能是320J．
分析：（1）当只闭合开关S₁时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R₁的阻值；
（2）只闭合开关S₂时，电阻R₁与灯泡L₂串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出R₁两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（3）两个开关都闭合时，电路为R₁的简单电路，电流表测电路中的电流，根据W=UIt求出通电100s后电路元件消耗的电能．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是知道灯泡额定电压下实际功率和额定功率相等．