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15.如图所示电路中,小灯泡L上标有”6V   2W“的字样,电阻R=6Ω.
(1)闭合S2,断开S1,S3,电流表的示数为0.25A,请用两种方法求电源电压.
(2)闭合S1,S3,断开S2,求此时电路中的总电阻和通电10min电流通过电阻R做的功.

分析 (1)闭合S2,断开S1,S3,R和L串联,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻,知道电流,求出总电阻,再根据I=$\frac{U}{R}$求出电源电压;根据欧姆定律分别求出R和L两端的电压,再求出电源电压;
(2)闭合S1,S3,断开S2,R和L并联,根据R=$\frac{R×{R}_{L}}{R+{R}_{L}}$求出总电阻;再根据W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出电流做的功.

解答 解:(1)闭合S2,断开S1,S3,R和L串联,
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,灯泡的电阻:
RL=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{(6V)^{2}}{2W}$=18Ω,
方法1,电路总电阻:R=R+RL=6Ω+18Ω=24Ω,
由I=$\frac{U}{R}$得电源电压:U=IR=0.25A×24Ω=6V;
方法2,电阻R两端电压:UR=IR=0.25A×6Ω=1.5V,
灯泡L两端的电压:UL=IRL=0.25A×18Ω=4.5V,
所以电源电压:U=UR+UL=1.5V+4.5V=6V;
(2)闭合S1,S3,断开S2,R和L并联,
电路总电阻:R′=$\frac{R×{R}_{L}}{R+{R}_{L}}$=$\frac{6Ω×18Ω}{6Ω+18Ω}$=4.5Ω;
通电10min电流通过电阻R做的功:
W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{(6V)^{2}}{6Ω}$×10×60s=3600J.
答:(1)电源电压为6V;
(2)电路中的总电阻4.5Ω;通电10min电流通过电阻R做的功3600J.

点评 此题主要考查的是学生对电路结构、欧姆定律、电功率和电功计算公式的理解和掌握,注意变形公式的灵活应用.

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