Question

（2013?茂名模拟）如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 3W”字样，R₂=12Ω，当S₁、S₂都闭合时，电流表示数为0.8A，这时小灯泡L正常发光，求：
（1）电源电压U；    
（2）电阻R₁的阻值和1min放出的电热；
（3）当S₁、S₂都断开时，小灯泡L消耗的功率．

Answer 1

分析：（1）当两开关均闭合时，R₁与L并联后与R₂串联；则电源电压应等于灯泡两端的电压，由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定电压；
（2）由灯泡的铭牌信息利用功率公式可求得灯泡的额定电流，则由并联电路的电流规律可求得通过R₁的电流；由欧姆定律可求得电阻R₁的阻值；由焦耳定律Q=I²Rt求电热；
（3）当两开关都断开时，灯泡与R₂串联，由功率公式R=

U2

P

可求得灯泡的内阻；则由欧姆定律可求得电路中的电流，则由功率公式可求得小灯泡消耗的功率．

解答：解：（1）当S₁、S₂都闭合时，灯泡与电阻R₁并联，此时灯泡正常发光，
U_额=6V；
电源电压U=U_额=6V；
（2）当S₁、S₂都闭合时，灯泡正常发光，
通过灯泡的电流：I_额=

P额

U额

=

3W

6V

=0.5A；
通过R₁的电流：I₁=I-I_额=0.8A-0.5A=0.3A；
R₁的电阻：R₁=

U

I1

=

6V

0.3A

=20Ω；
1min放出的电热Q=I₁²R₁t=（0.3A）²×20Ω×60s=108J；
（3）当S₁、S₂都断开时，小灯泡L与R₂串联
灯泡的电阻R_L=

U 2 额

P额

=

(6V)2

3W

=12Ω；
此时电路中的电流I₀=

U

RL+R2

=

6V

12Ω+12Ω

=0.25A；
灯泡的实际功率P=I²R=（0.25A）²×12Ω=0.75W；
答：（1）电源电压为6V；（2）R₁的电阻为20Ω；1min放出的电热为108J；
（3）小灯泡L消耗的功率为0.75W．

点评：本题考查了欧姆定律及功率公式的应用，注意通过开关的通断明确电路的结构，同时应明确灯泡正常发光即工作在额定状态下．