Question

1．如圖所示電路，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“12V 12W”字樣，R₂=12Ω．當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.2A．不計(jì)溫度對電阻的影響，求：（1）燈L的電阻；
（2）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，電流通過電阻R₁在10s內(nèi)所做的功；
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開時(shí)，燈L的實(shí)際電功率．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算燈泡的電阻；
（2）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R₁并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓即為電源電壓；
已知燈泡的額定電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律可求通過燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出通過電阻R₁的電流，從而計(jì)算電流通過電阻R₁在10s內(nèi)所做的功；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出電路總電流；根據(jù)公式P=I²R求出燈L實(shí)際消耗的功率．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{12V）}^{2}}{12W}$=12Ω；
（2）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，L與R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，此時(shí)燈L正常發(fā)光，
由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知，U=U_L=U₁=12V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，通過燈泡的電流I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{12Ω}$=1A，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得通過R₁的電流：I₁=I-I_L=1.2A-1A=0.2A，
電流通過電阻R₁在10s內(nèi)所做的功：W₁=UI₁t=12V×0.2A×10s=24J；
（3）當(dāng)S₁、S₂都斷開時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)電路電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{12Ω+12Ω}$=0.5A，
由P=I²R可得，燈L實(shí)際消耗的功率：
P_實(shí)=I'²R_L=（0.5A）²×12Ω=3W．
答：（1）燈L的電阻為12Ω；
（2）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合時(shí)，電流通過電阻R₁在10s內(nèi)所做的功24J；
（3）當(dāng)S閉合，S₁、S₂斷開時(shí)，燈L的實(shí)際電功率3W．

點(diǎn)評 本題考查串聯(lián)和并聯(lián)電路中電壓、電阻、電流、實(shí)際功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對電路的正確分析．