Question

6．如图所示的电路图中，R₁=20Ω，R₂=15Ω，电源电压不变，（设小灯泡的电阻不变）
（1）当S₁、S₂都闭合时，电流表A₁的示数为0.2A，小灯泡恰好正常发光，则电源电压是多少？
（2）当S₁、S₂都断开时，电流表A₂的示数为0.1A，则此时小灯泡的电功率为多少？
（3）求小灯泡的额定功率是多少？

Answer 1

分析 （1）根据电路图分析电路的连接方式，当S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，灯泡和R₂并联在电路中，电流表A₁测电阻电流．根据欧姆定律和并联电路电压特点可计算电源电压；
（2）当S₁、S₂都断开时，灯泡和R₁串联在电路中，电流表测电路电流，根据串联电路电压规律和电功率公式可计算小灯泡的电压和实际功率，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（3）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据电功率公式求出小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）当S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，R₂与灯并联，电流表A₁测R₂支路电流，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电源电压：U=I₁R₂=0.2A×15Ω=3V；
（2）当S₁、S₂都断开时，R₂断路，R₁与灯串联
电阻R₁的电压：U₁=I₂R₁=0.1A×20Ω=2V；
灯泡的电压：U_L=U-U₁=3V-2V=1V； 
小灯泡的电功率：P_L=U_LI₂=1V×0.1A=0.1W；
（3）小灯泡的电阻：R_灯=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{2}}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
小灯泡的额定功率P_L额=$\frac{{U}_{L额}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{10Ω}$=0.9W．
答：（1）电源电压是3V；
（2）当S₁、S₂都断开时，电流表A₂的示数为0.1A，则此时小灯泡的电功率为0.1W；
（3）小灯泡的额定功率是0.9W．

点评 本题考查学生对串联电路的电压规律和并联电路的电压特点的理解和掌握程度并综合运用欧姆定律和电功率公式的变形有关物理量的能力．