Question

2．如圖所示的電路，電源電壓保持不變，R₁=20Ω，小燈泡L上標(biāo)有“3V 1.5W”的字樣．當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈L恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，求（1）電源電壓；
（2）R₂的阻值．
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)．（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₂的電流，利用歐姆定律求出R₂的阻值；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈泡與R₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_額=3V；
（2）由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.5W}{3V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)R₂的電流：
I₂=I-I_L=0.6A-0.5A=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的阻值
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈泡與R₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的示數(shù)：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{3V}{6Ω+20Ω}$≈0.12A．
答：（1）電源電壓為3V；
（2）R₂的阻值為30Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.12A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等．