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如图的电路中,电源电压保持不变,灯L标有“12V  12W”字样,R2=12Ω,当S1、S2都闭合时,电流表示数为1.2A,这时灯L正常发光(不计温度对灯泡电阻的影响).求:
(1)R1的阻值;
(2)R1在1min时间里消耗的电能;
(3)当S1、S2都断开时,灯L的实际功率.
分析:(1)当S1、S2都闭合时,灯泡和电阻R1并联,并且灯泡正常发光,故根据并联电路电压的规律得出R1两端的电压及电源电压;再根据根据灯泡的额定电压和额定功率求出通过灯泡的电流,并根据并联电路的电流规律求出通过R1的电流,然后利用R=
U
I
求出R1的阻值;
(2)当开关都闭合时,灯泡和电阻R1并联,已知R1的两端的电压和通过的电流,以及通电时间,直接利用W=UIt即可求出R1消耗的电能;
(3)当S1、S2都断开时,灯泡与R2串联.先根据灯泡的额定功率和额定电压求出灯泡的电阻,然后根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和求出总电阻,再利用欧姆定律求出电路中的电流(电源电压已求出),由于串联电路处处电流相等,因此利用P=I2R直接求出灯泡的实际功率.
解答:已知:UL=12V,PL=12W,R2=12Ω,I=1.2A,t=60s
求:R1,W,P
解:(1)当开关都闭合时,灯泡正常发光,所以通过灯泡中的电流为额定电流;
即灯泡的额定电流:IL=
PL
UL
=
12W
12V
=1A,
由并联电路的电流和电压规律可得:
I1=I-IL=1.2A-1A=0.2A,U=U1=UL
故R1的阻值:R1=
U1
I1
=
12V
1.2A-1A
=60Ω;
(2)开关都闭合时,R1消耗的电能:W=U1I1t=12V×0.2A×60s=144J;
(3)当开关都断开时,灯泡与R2串联.
灯泡的电阻:RL=
U
2
L
PL
=
12V×12V
12W
=12Ω,
电路中的电流:I′=
U
RL+R2
=
12V
12Ω+12Ω
=0.5A,
灯泡的实际功率:P=I′2RL=0.5A×0.5A×12Ω=3W.
答:(1)R1的阻值为60Ω;
(2)R1在1min时间里消耗的电能为144J;
(3)当S1、S2都断开时,灯L的实际功率为3W.
点评:本题考查的知识点较多,重点是正确识别电路和选择合适的计算公式,然后运用相关的计算公式进行计算.
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