Question

【题目】在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R0是定值电阻，灯泡L1的额定电压为12V，且阻值不变，图乙是灯泡L2的U﹣I图象．
（1）当开关S接a时，电压表示数为1.5V，电流表示数为0.25A，求R0的阻值；
（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时L1消耗的功率为6W，求R0的实际功率；
（3）开关S接b时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，在一段时间内L2消耗300J的电能，求电路闭合了多少分钟？

Answer 1

【答案】
（1）解：当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，

由I= 可得，R0的阻值：

R0= = =6Ω

（2）解：当开关S接a，灯泡L1正常发光时，

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= = =0.5A，

R0的实际功率：

P0=I2R0=（0.5A）2×6Ω=1.5W

（3）解：开关S接b时，两灯泡串联，由L1正常发光可知，电路中的电流为0.5A，

由乙图知L2两端的电压为4V，

由W=UIt可得，电路工作的时间：

t= = =150s=2.5min

【解析】（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值；（2）当开关S接a时，由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据P=I2R求出R0的实际功率；（3）开关S接b时，两灯泡串联，由灯泡L1正常发光可知电路中的电流，由图乙可知L2两端的电压，根据W=UIt求出电路工作的时间．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案．