Question

8．在如圖所示的電路中，有三個(gè)均標(biāo)有“6V  2.4W”燈泡，當(dāng)S₂斷開(kāi)，S₁、S₃閉合時(shí)，電流表讀數(shù)是0.4A，求：（不計(jì)燈絲電阻的變化）
（1）電源電壓是多少？
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是多少？
（3）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，通電10s整個(gè)電路消耗的電能是多少？

Answer 1

分析 （1）分析電路的連接關(guān)系，根據(jù)燈泡上標(biāo)有“6V 2.4W”字樣的含義，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求燈的電阻，根據(jù)電阻的并聯(lián)和歐姆定律求電源電壓；
（2）（3）分析電路的連接，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求電路中的電流；
根據(jù)W=UIt求通電10s整個(gè)電路消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)S₂斷開(kāi)，S₁、S₃閉合時(shí)，燈L₁短路，燈L₂、L₃并聯(lián)，電流表測(cè)干路的電流，電流表讀數(shù)是I=0.4A，
三個(gè)均標(biāo)有“6V 2.4W”燈泡，表示燈的額定電壓為6V，額定功率為2.4W，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，燈的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{2.4W}$=15Ω；
根據(jù)等值電阻的并聯(lián)規(guī)律，R_并=$\frac{1}{2}$×R_L=$\frac{1}{2}$×15Ω=7.5Ω；由歐姆定律，電源電壓：
U=IR_并=0.4A×7.5Ω=3V；
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，燈L₂、L₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，電路的總電阻R_串=2R_L=2×15Ω=30Ω，
此時(shí)，電路中的電流即電流表示數(shù)I′=$\frac{U}{{R}_{串}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A；
（3）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，通電10s整個(gè)電路消耗的電能W=UI′t=3V×0.1A×10s=3J．
故答案為：（1）電源電壓是3V；
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)是0.1A；
（3）當(dāng)S₁、S₂、S₃都斷開(kāi)時(shí)，通電10s整個(gè)電路消耗的電能是3J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用和電功的計(jì)算，關(guān)鍵是正確識(shí)別電路．