Question

如圖所示電路，電源電壓保持不變，燈泡L上標有“6V 3W”字樣，當S₁、S₂均閉合時，燈泡正常發(fā)光．求：
（1）燈絲電阻
（2）燈泡正常發(fā)光1h消耗的電能；
（3）當S₁閉合，S₂斷開時，通過電路的電流為0.2A，根據(jù)題中所給條件，請你計算出兩個同的物理量．（假設燈絲電阻不變）

Answer 1

分析：（1）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是3W，由電功率的變形公式可以求出燈絲電阻．
（2）已知燈泡額定功率及正常發(fā)光時間，由電功率的變形公式可以求出燈泡消耗的電能．
（3）由電路圖可知，當S₁閉合，S₂斷開時，燈泡與電阻R串聯(lián)，由歐姆定律可求出燈泡兩端電壓，由串聯(lián)電路特點可以求出燈泡兩端電壓，由歐姆定律可以求出電阻R阻值，由電功率公式可以求出電路總功率等問題．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，∴燈絲電阻R_L=

U 2 L額

PL額

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（2）燈泡正常發(fā)光時間t=1h=3600s，
∵P=

W

t

，∴燈泡消耗的電能
W_L=P_L額t=3W×3600s=1.08×10⁵J；
（3）由電路圖可知，當S₁、S₂均閉合時，
燈泡接在電源兩端，此時燈泡正常發(fā)光，
則電源電壓U=U_L=6V；
由電路圖可知，當S₁閉合，S₂斷開時，
燈L和電阻R串聯(lián)，此時電路電流I=0.2A，
①燈L的電壓U_L′=I′R_L=0.2A×l2Ω=2.4V；
②電阻兩端電壓U_R=U-U_L′=6V-2.4V=3.6V；
③∵I=

U

R

，∴電阻阻值R=

UR

I′

=

3.6V

0.2A

=18Ω；
④電路消耗的總功率P_總=UI′=6V×0.2A=1.2W；
答：（1）燈絲電阻是12Ω．
（2）燈泡正常發(fā)光1h消耗的電能是1.08×10⁵J．
（3）當S₁閉合，S₂斷開時，通過電路的電流為0.2A，
可求出：①燈泡實際電壓是2.4V；
②電阻兩端電壓是3.6V．
③電阻阻值是18Ω．
④電路消耗的總功率是1.2W．

點評：本題考查了求燈絲電阻、燈泡消耗的電能等問題，最后一問是開放題，根據(jù)題意求出有關的物理量，只要合理即可；
分析清楚電路結構、熟練應用電功率公式及其變形公式、串聯(lián)電路特點、歐姆定律即可正確解題．