Question

9．如图所示，R=10Ω，电灯标有“6V  3W”字样．当开关S₁闭合、S₂断开时，电流表示数为0.3A．则
（1）电压表的示数是多少？
（2）R的电功率是多少？
（3）当开关S₁和开关S₂都闭合时，电灯的实际电功率和电灯5min消耗的电能是多少？（设灯丝电阻不受温度影响）

Answer 1

分析 （1）当开关S₁闭合、S₂断开时，电路为定值电阻R的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压，根据欧姆定律求出电压表的示数；
（2）根据P=UI求出R的电功率；
（3）根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，当开关S₁和开关S₂都闭合时，R与L并联，根据并联电路的电压特点和P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电灯的实际电功率，根据W=Pt求出电灯5min消耗的电能．

解答 解：（1）当开关S₁闭合、S₂断开时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电压表的示数：
U=IR=0.3A×10Ω=3V；
（2）R的电功率：
P_R=UI=3V×0.3A=0.9W；
（3）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，电灯的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
当开关S₁和开关S₂都闭合时，R与L并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电灯的实际电功率：
P_L′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{12Ω}$=0.75W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，电灯5min消耗的电能：
W_L=P_L′t=0.75W×5×60s=225J．
答：（1）电压表的示数是3V；
（2）R的电功率是0.9W；
（3）当开关S₁和开关S₂都闭合时，电灯的实际电功率为0.75W，电灯5min消耗的电能是225J．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，是一道较为简单的应用题．