Question

在图所示的电路中，设电源电压不变，灯泡L上标有“6V，3W”字样，当K₁闭合，单刀双掷开关K₂接a时，灯泡L正常发光；当K₁断开，单刀双掷开关K₂接b时，电压表示数为3V．（设灯丝的电阻不变）

求：（1）电源电压是多少伏？

（2）电阻R的阻值是多少欧？

（3）K₁断开，K₂接b时，该灯泡L在1分钟内消耗的电能为多少焦耳？

 

Answer 1

【答案】

（1）电源电压6V；（2）R阻值12Ω；（3）消耗电能45J

【解析】

试题分析：灯泡L上标有“6V，3W”字样，表示此灯泡正常发光时，两端电压为6V，消耗的电功率为3W．

当K₁闭合，单刀双掷开关K₂接a时，灯泡L与定值电阻R并联，电压表示数U=U_L=U_R．

当K₁断开，单刀双掷开关K₂接b时，灯泡L与定值电阻R串联，电压表测定值电阻R两端的电压．

（1）当K₁闭合，单刀双掷开关K₂接a时，L与R并联

∵灯泡L正常发光

∴U=6V；

（2）当K₁断开，单刀双掷开关K₂接b时，L与R串联，电压表测量电阻R两端的电压；

灯L的阻值：R_L===12Ω；

灯L两端的电压：U_L=U﹣U_R=6V﹣3V=3V，

干路电流：I===A，

R的阻值：R===12Ω．

（3）由（2）知：I=A，U_L=3V，t=1min=60s；

∴W=U_LIt=3V×A×60s=45J．

考点：欧姆定律的应用；串联电路和并联电路的辨别；串联电路的电压规律；电阻的串联；电功的计算；电功率与电压、电流的关系．

点评：开关的断开闭合、单刀双掷开关的位置变化，都会引起电路的变化，此时首先要弄清电路的具体情况，再结合欧姆定律和串并联电路电压电流关系来求解．