Question

如图，电源电压保持不变，当S₁ S₂都闭合时，灯L正常发光；只闭合S₁、断开S₂时，电流表的读数为0.2A，电压表的示数为2V，电路的总功率为2.4W．
求：
（1）灯泡的额定电压；
（2）电阻R的阻值；
（3）灯泡的额定功率（设灯丝电阻不受温度的影响）．

Answer 1

分析：（1）当只闭合S₁、断开S₂时，灯泡与电阻R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据P=UI和电路的总功率求出电源的电压；当S₁、S₂都闭合时，电路为灯泡L的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知灯泡的额定电压．
（2）根据串联电路的电压特点求出只闭合S₁、断开S₂时电阻两端的电压，然后根据欧姆定律求出电阻R的阻值．
（3）根据P=

U2

R

求出灯泡的额定功率．

解答：解：（1）当只闭合S₁、断开S₂时，灯泡与电阻R串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，
灯泡的电阻：
R_L=

UL

I

=

2V

0.2A

=10Ω，
电源的电压：
U=

P

I

=

2.4W

0.2A

=12V；
当S₁、S₂都闭合时，电路为灯泡L的简单电路，
∵灯泡正常发光，
∴灯泡的额定电压U_L额=U=12V．
（2）当只闭合S₁、断开S₂时，灯泡与电阻R串联，
电阻R两端的电压U_R=U-U_L=12V-2V=10V，
R=

UR

I

=

10V

0.2A

=50Ω．
（3）灯泡的额定功率：
P_L额=

UL额2

RL

=

(12V)2

10Ω

=14.4W．
答：（1）灯泡的额定电压为12V；
（2）电阻R的阻值为50Ω；
（3）灯泡的额定功率为14.4W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．