Question

18．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，不考慮燈絲隨溫度的變化．當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，電流表的示數(shù)為0.1A，只閉合開關(guān)S₁時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，只閉合開關(guān)S₂時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A．兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光．求：
（1）電源電壓的大�。�
（2）電阻R₁的阻值；
（3）燈泡L的額定電功率．

Answer 1

分析 分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用歐姆定律求出電阻R₁與R₂的阻值與電源電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出燈泡電阻阻值，然后由電功率公式求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，兩開關(guān)都斷開時(shí)，兩電阻與燈泡串聯(lián)，
電壓表測(cè)R₁兩端電壓，電流表測(cè)電路電流，電阻R₁阻值：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，
只閉合開關(guān)S₁時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電流表測(cè)電路電流，
電源電壓：U=U₁′=I′R₁=0.2A×30Ω=6V；
（2）由（1）可知，電阻R₁阻值：R₁=30Ω；
（3）由電路圖可知，只閉合開關(guān)S₂時(shí)，只有電阻R₂接入電路，
電流表測(cè)電路電流，電阻R₂阻值：R₂=$\frac{U}{I″}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
兩開關(guān)都斷開時(shí)，兩電阻與燈泡串聯(lián)，R₂+R_L=$\frac{U-{U}_{1}}{I}$=$\frac{6V-3V}{0.1A}$=30Ω，
則燈泡電阻：R_L=30-R₂=30Ω-10Ω=20Ω，
由圖示電路圖可知，兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，兩電阻與燈泡并聯(lián)在電源兩端，
此時(shí)燈泡L正常發(fā)光，燈泡額定功率：P_L=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{20Ω}$=1.8W；
答：（1）電源電壓的大小為6V；
（2）電阻R₁的阻值為30歐姆；
（3）燈泡L的額定電功率為1.8W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電壓、電阻、燈泡功率問題，本題難度較大，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提與關(guān)鍵，分析清楚電路結(jié)構(gòu)后，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式即可正確解題．