Question

6．如圖所示，電路中電源電壓和燈L的電阻保持不變，已知定值電阻R₁=18Ω．若只閉合開關(guān)S₂時，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為3V；若開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時，電流表的示數(shù)為3A，此時燈泡L正常發(fā)光，則電源電壓是12V，小燈泡的額定功率為12W．若只閉合開關(guān)S₃時，通電100s，小燈泡消耗的電能是192J．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律求出R₂的阻值，當(dāng)開關(guān)S₁，S₂，S₃都閉合時，R₂與燈泡L并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R₂的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過燈泡的電流，燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)只閉合開關(guān)S₃時，R₁與燈泡L串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)W=I²Rt求出小燈泡消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₂時，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁兩端的電壓：
U₁=IR₁=0.5A×18Ω=9V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U₁+U₂=9V+3V=12V；
（2）R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，
當(dāng)開關(guān)S₁，S₂，S₃都閉合時，R₂與燈泡L并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過R₂的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{6Ω}$=2A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過燈泡的電流：
I_L=I′-I₂=3A-2A=1A，
因燈泡正常發(fā)光，
所以，燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=12V×1A=12W，
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{1A}$=12Ω；
當(dāng)只閉合開關(guān)S₃時，R₁與燈泡L串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，此時電路中的電流：
I″=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{18Ω+12Ω}$=0.4A，
通電100s小燈泡消耗的電能：
W_L=（I″）²R_Lt=（0.4A）²×12Ω×100s=192J．
故答案為：12；12；192．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式、電功公式的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路串并聯(lián)的辨別以及知道燈泡正常發(fā)光時的功率即為額定功率．