Question

13．如圖所示，R=12Ω，小燈泡L的電阻為6Ω，接通開(kāi)關(guān)S后，電流表的示數(shù)為3A．求：
（1）電路的總電阻是多少？
（2）加在燈泡L兩端的電壓是多少？
（3）通電1分鐘，電阻R產(chǎn)生多少熱量？
（4）通電1小時(shí)燈泡消耗多少度電？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流．
（1）根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻；
（2）根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓即為燈泡L兩端的電壓；
（3）根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量；
（4）根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡的大功率，利用W=Pt求出通電1小時(shí)燈泡消耗的電能．

解答 解：由電路圖可知，R與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流．
（1）并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，
所以，電路的總電阻：
R_總=$\frac{R{R}_{L}}{R+{R}_{L}}$=$\frac{12Ω×6Ω}{12Ω+6Ω}$=4Ω；
（2）并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，加在燈泡L兩端的電壓：
U_L=U_R=U=IR_總=3A×4Ω=12V；
（3）通電1分鐘，電阻R產(chǎn)生的熱量：
Q_R=I_R²Rt=$\frac{{{U}_{R}}^{2}}{R}$t=$\frac{（12V）^{2}}{12Ω}$×60s=720J；
（4）燈泡的大功率：
P_L=U_LI_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6Ω}$=24W=0.024kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，通電1小時(shí)燈泡消耗的電能：
W_L=P_Lt=0.024kW×1h=0.024kW•h=0.024度．
答：（1）電路的總電阻是4Ω；
（2）加在燈泡L兩端的電壓是12V；
（3）通電1分鐘，電阻R產(chǎn)生720J的熱量；
（4）通電1小時(shí)燈泡消耗0.024度電．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、焦耳定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用題．