Question

（2012?仙桃）如圖所示的電路中，燈泡L₁、L₂上分別標(biāo)有“6V 3W”、“6V 9W”的字樣，兩燈泡的電阻、電源電壓均保持不變．當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂拔至a時(shí)，燈L₁正常發(fā)光，電壓表的示數(shù)為6V． 求：
（1）電源電壓為多少？
（2）定值電阻R的阻值為多少？
（3）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂拔至b時(shí)，燈L₂消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由圖可知，電壓表測(cè)量定值電阻R兩端的電壓，當(dāng)S₁閉合、S₂接a時(shí)，燈L₁與R串聯(lián)，燈泡L₁能正常發(fā)光，則根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律即可求出電源電壓．
（2）這時(shí)，由于燈L₁與R串聯(lián)，求出L₁正常發(fā)光時(shí)的電流，即可知道通過定值電阻R的電流，如何根據(jù)歐姆定律可求R的阻值．
（3）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂拔至b時(shí)，燈L₂與R串聯(lián)，首先根據(jù)燈L₂的額定值求出阻值，然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出這時(shí)的電流，即可利用功率公式P=I²R計(jì)算燈L₂消耗的電功率．

解答：解：（1）由圖可知，電壓表測(cè)量定值電阻R兩端的電壓，當(dāng)S₁閉合、S₂接a時(shí)，燈L₁與R串聯(lián)，且燈L₁正常發(fā)光，則
U=U_R+U₁=6V+6V=12V．
（2）由于燈L₁與R串聯(lián)，且L₁正常發(fā)光，則
I_R=I₁=

P額1

U額1

=

3W

6V

=0.5A，
得：R=

UR

IR

=

6V

0.5A

=12Ω．
（3）燈L₂的電阻R₂=

U 2 額2

P額2

=

(6V)2

9W

=4Ω，
當(dāng)S₁閉合、S₂接b時(shí)，燈L₂與R串聯(lián)，則
I₂=I′=

U

R+R2

=

12V

4Ω+12Ω

=0.75A，
燈L₂消耗的電功率為：
P₂=I₂²R₂=（0.75A）²×4Ω=2.25W．
答：（1）電源電壓為12V．
（2）定值電阻R的阻值為12Ω．
（3）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂拔至b時(shí)，燈L₂消耗的電功率是2.25W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)，會(huì)利用歐姆定律和電功率進(jìn)行計(jì)算，關(guān)鍵是公式和公式變形的理解和應(yīng)用．