解:当两个开关都断开时,等效电路图如图甲所示;
当只闭合开关S
1时,等效电路图如图乙所示;
当只闭合开关S
2时,等效电路图如图丙所示;
当两个开关都闭合时,等效电路图如图丁所示.
(1)在甲、乙两图中,电阻R
2不变,
=
=
;
所以I
1=
I
2=
×0.2A=0.1A,
R
1=
=
=10Ω;
因总电压U一定,
所以
=
=
,即R
2=R
1+R
L---------①
在甲、丙两图中,电阻R
1不变
=
=
=
,
则:
=
;
因总电压U一定,
所以
=
=
,即5R
1=R
2+R
L--------②
由①、②得:5R
1=R
1+R
L+R
L=R
1+2R
L,
R
L=2R
1=2×10Ω=20Ω,
R
2=R
1+R
L=10Ω+20Ω=30Ω.
(2)在图乙中,U=U
2=I
2R
2=0.2A×30Ω=6V,
在图丁中,灯L的额定功率P
L=
=
=1.8W.
答:(1)电阻R
2的阻值为30Ω;
(2)灯L的额定电功率为1.8W.
分析:先画出四种情况的等效电路图:
(1)根据欧姆定律分别表示出电压表的示数即可求出图甲中电路的电流,根据P=I
2R求出电阻R
1的阻值,根据电源的电压不变列出等式;根据P=I
2R和图甲和图丙中R
1消耗的电功率得出它们的电流关系,再根据电源的电压不变得出等式,联立等式求出R
L、R
2的阻值.
(2)根据欧姆定律结合图乙求出电源的电压,再根据P=
结合图丙求出灯泡的电功率即为灯泡的额定功率.
点评:本题考查了串联电路的特点和并联电路特点以及欧姆定律、电功率的计算,关键是开关闭合、断开时电路的辨别.本题难点在于很多同学无法将电压表的示数和电功率系联系在一起,无法找到突破口,解答此类问题时,可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来,仔细分析找出各情况中的关联,即可列出等式求解.