Question

1．根据电路知识思考回答问题：
（1）在如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针偏转均为图乙中所示，则电阻R₁两端的电压为7.2V．若这时电路的总功率为3.6W，则电阻R₂的阻值为4.5Ω．
（2）小明同学从互联网获息规格“PZ-220-40”的白炽灯泡，电流与电压关系如图丙．这只灯泡在220V电压下工作时，1min消耗的电能是2400J；将两只这种灯泡串联接到220V的电路中，每只灯泡的实际功率为16.5W；把这种灯泡和阻值1000Ω的定值电阻串联到220V的电路中，通电10min灯泡消耗的电能为7344J．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表V₂测电源两端的电压，电压表V₁测R₂两端的电压，根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程，根据分度值读出示数，进一步求出R₁两端的电压，根据P=UI求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电阻R₂的阻值；
（2）①额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据W=Pt求出这只灯泡在220V电压下工作1min消耗的电能；
②将两只这种灯泡串联接到220V的电路中它们分得的电压相等，根据图丙读出通过灯泡的电流，利用P=UI求出灯泡的实际功率；
③把这种灯泡和阻值1000Ω的定值电阻串联到220V的电路中，通过它们的电流相等，且它们两端的电压之和等于电源的电压，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据W=UIt求出通电10min灯泡消耗的电能．

解答 解：
（1）由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表V₂测电源两端的电压，电压表V₁测R₂两端的电压，
因串联电路的总电压等于各分电压之和，且两个电压表的指针偏转位置相同，
所以，电压表V₂的量程为0～15V，分度值为0.5V，所以电源的电压U=9V，
电压表V₁的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以R₂两端的电压U₂=1.8V，
则电阻R₁两端的电压：
U₁=U-U₂=9V-1.8V=7.2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3.6W}{9V}$=0.4A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1.8V}{0.4A}$=4.5Ω；
（2）①这只灯泡在220V电压下工作时，灯泡的功率为40W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，1min消耗的电能：
W=P_Lt=40W×60s=2400J；
②将两只这种灯泡串联接到220V的电路中时，
因串联电路中电阻分得的电压和电阻成正比，
所以，每个灯泡的实际电压为110V，
由图丙可知，通过每个灯泡的电流为0.15A，
则每个灯泡的实际功率为：
P_L′=U_L′I_L′=110V×0.15A=16.5W；
③把这种灯泡和阻值1000Ω的定值电阻串联到220V的电路中时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：U″=U_L″+I′R，即220V=U_L″+I′×1000Ω，
由图丙可知，当U_L″=90V、I′=0.136A时较符合，
通电10min灯泡消耗的电能约为：
W′=U_L″I′t′=90V×0.136A×10×60s=7344J．
故答案为（1）7.2；4.5；（2）2400；16.5；7344．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断电压表的量程和从图丙中读出符合题意的电流、电压是关键，要注意最后一问中符合题意的电流和电压是约等值，只要差不多即为正确值．