Question

18．如图所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡上标有”6V 6W“字样（灯丝电阻不变），R₂的阻值为6Ω，已知S₁、S₂闭合时，小灯泡能正常发光，求：
（1）小灯泡能正常发光，10s内小灯泡所消耗的电能．
（2）S₁、S₂闭合时，电流表的示数为1.5A，R₁的阻值．
（3）S₁、S₂断开时，小灯泡在5s内产生的热量．

Answer 1

分析 （1）由于小灯泡能正常发光，小灯泡的实际功率等于额定功率，利用W=Pt求10s内小灯泡所消耗的电能；
（2）当S₁、S₂闭合时，灯和R₁并联，电流表测干路电流，此时小灯泡能正常发光，电源电压U=U_额，可求此时通过灯的电流，根据并联电路的电流特点求通过R₁的电流，再利用欧姆定律求R₁的阻值；
（3）S₁、S₂断开时，灯和R₂串联，先求出灯的电阻，利用欧姆定律求电路电流再利用焦耳定律求小灯泡在5s内产生的热量．

解答 解：（1）因为小灯泡能正常发光，所以小灯泡的功率P=P_额=6W，
10s内小灯泡所消耗的电能：W=Pt=6W×10s=60J；
（2）当S₁、S₂闭合时，灯和R₁并联，电流表测干路电流，如图所示：

已知S₁、S₂闭合时，小灯泡能正常发光，
所以电源电压U=U_额=6V，I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
通过R₁的电流I₁=I-I_L=1.5A-1A=0.5A，
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（3）S₁、S₂断开时，灯和R₂串联，如图所示：

R_L=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
电路中的电流I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{6Ω+6Ω}$=0.5A，
小灯泡在5s内产生的热量：Q=（I′）²R_Lt=（0.5A）²×6Ω×5s=7.5J．
答：（1）小灯泡能正常发光，10s内小灯泡所消耗的电能为60J．
（2）S₁、S₂闭合时，电流表的示数为1.5A，R₁的阻值为12Ω．
（3）S₁、S₂断开时，小灯泡在5s内产生的热量为7.5J．

点评 本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律的应用，最好根据题目条件画出等效电路图帮助分析解答．