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如图所示,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6A,小灯泡恰好正常发光,求:
(1)电源电压及小灯泡的额定电压;
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率;
(3)求小灯泡的额定功率;
(4)求电路的最大功率.

解:(1)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯L并联,电流表A1测量的是通过R1的电流I1=0.6A,
从而可知,电源电压U=UL=U1
∵R1=20Ω,
∴电源电压为:U=UL=U1=I1R1=0.6A×20Ω=12V,
∵小灯泡正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压,
∴灯泡的额定电压为:UL额=U=12V.
(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R2与灯L串联,电流表A2测量的是整个电路中的电流,
从而可知,I2=IL=I=0.2A,
∵I=,U=12V,
∴电路中的总电阻为:R===60Ω,
又∵R2=40Ω,
∴灯泡的电阻为:RL=R-R2=60Ω-40Ω=20Ω,
则灯泡的实际功率为:PL=IL2RL=(0.2A)2×20Ω=0.8W;
(3)灯泡的额定功率:
PL额===7.2W;
(4)当开关S1、S2都闭合时,电路中的电阻最小,根据P=求可知,电路消耗的总功率最大,
通过灯泡的电流IL===0.6A,
电路总的总电流I=I1+IL=0.6A+0.6A=1.2A,
电路消耗的总功率P=UI=12V×1.2A=14.4W.
答:(1)电源电压为12V,小灯泡的额定电压为12V;
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率为0.8W;
(3)小灯泡的额定功率为7.2W;
(4)电路的最大功率为14.4W.
分析:(1)当开关S1、S2都闭合时,灯泡与电阻R1并联,电流表测通过R1的电流,根据欧姆定律求出电源电压,因此时灯泡正常发光,所以此时灯泡的额定电压和电源的电压相等;
(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R1被断路,电阻R2与灯L串联,电流表A2测量的是整个电路中的电流,已知电源电压和电路中的电流,可利用公式R=计算电路中的总电阻,已知电阻R2的阻值,利用串联电路电阻的特点,从而可以计算出灯泡的电阻,最后再利用公式P=I2R计算小灯泡的实际功率
(3)根据P=求出灯泡的额定功率;
(4)根据P=求可知,当开关S1、S2都闭合时,电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出通过灯泡的电流,再根据并联电路的电流特点求出干路电流,利用P=UI求出最大电功率.
点评:本题考查了串、并联电路电流、电压和电阻的特点,并可以灵活运用欧姆定律和电功率的公式及其变形式进行计算.弄清开关的断开、闭合造成的电路的连接形式的变化是解决本问题的关键.
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