Question

9．如圖所示電路，電源電壓恒定，小燈泡上標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，（燈絲電阻不變），R₁為阻值30Ω的定值電阻，請計算：
（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少？
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂，S₃閉合時，小燈泡剛好正常發(fā)光，則電源電壓是多少？
（3）當(dāng)S₁，S₂斷開，S₃閉合時，電路中的電流是多少？
（4）該電路的最大功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定功率和額定電壓，由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂，S₃閉合時，電路為燈泡的基本電路，燈泡兩端電壓等于電源電壓，據(jù)此求出電源電壓值；
（3）當(dāng)S₁，S₂斷開，S₃閉合時，R₁和燈泡L串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律即可求出電路中的電流；
（4）當(dāng)S₃閉合，S₁，S₂斷開時，R₁和燈泡L并聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律可知，此時電路中電流最大，先根據(jù)并聯(lián)電路電阻的規(guī)律和歐姆定律求出最大電流，然后根據(jù)P=UI求出最大功率．

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂，S₃閉合時，電路為燈泡的基本電路；
因為燈泡正常發(fā)光，所以電源電壓：U=U_L=6V；
（3）當(dāng)S₁，S₂斷開，S₃閉合時，R₁和燈泡L串聯(lián)；
電路中的電流：I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{6V}{10Ω+30Ω}$=0.15A；

（4）當(dāng)S₃閉合，S₁，S₂斷開時，R₁和燈泡L并聯(lián)，此時電路消耗的功率最大；
電路中的總電阻：R=$\frac{{R}_{1}{R}_{L}}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{10Ω×30Ω}{10Ω+30Ω}$=7.5Ω；
電路中的電流：I′=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{7.5Ω}$=0.8A；
電路的最大功率：P=UI=6V×0.8A=4.8W．
答：
（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是10Ω；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂，S₃閉合時，小燈泡剛好正常發(fā)光，則電源電壓是6V；
（3）當(dāng)S₁，S₂斷開，S₃閉合時，電路中的電流是0.8A；
（4）該電路的最大功率是4.8W．

點評 本題考查歐姆定律以及功率計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵明確開關(guān)在不同狀態(tài)下電路的連接方式，注意燈泡正常工作時，燈泡兩端電壓為額定電壓．