Question

【題目】如圖：電源電壓恒定不變，小燈泡L標有“9V 4.5W”，當開關S1、S3閉合，S2斷開時，電流表示數為1.25A，這時L正常發光（燈泡電阻不隨溫度變化）求：

（1）小燈泡正常發光時，燈泡中電流大小．
（2）電阻R的阻值．
（3）S1、S3斷開，S2閉合時，通電5min電路消耗總的電能．

Answer 1

【答案】
（1）解：當開關S1、S3閉合，S2斷開時，R與L并聯，電流表測干路電流，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡正常發光，

所以，電源的電壓U=UL=9V，

由P=UI可得，小燈泡正常發光時的電流：

IL= = =0.5A；

（2）解：當開關S1、S3閉合，S2斷開時，電流表測干路電流，

因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，通過R的電流：

IR=I﹣IL=1.25A﹣0.5A=0.75A，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，

所以，由I= 可得，電阻R的阻值：

R= = =12Ω；

（3）解：燈泡的電阻：

RL= = =18Ω，

當S1、S3斷開，S2閉合時，R與L串聯，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I′= = =0.3A，

通電5min電路消耗的總電能：

W=UI′t=9V×0.3A×5×60s=810J．

【解析】（1）當開關S1、S3閉合，S2斷開時，R與L并聯，電流表測干路電流，根據額定電壓下燈泡正常發光和并聯電路的電壓特點可知電源的電壓，根據P=UI求出燈泡中電流大小；（2）當開關S1、S3閉合，S2斷開時，根據并聯電路的電流特點求出通過R的電流，根據并聯電路的電壓特點求出電阻R的阻值；（3）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，當S1、S3斷開，S2閉合時，R與L串聯，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，根據W=UIt求出通電5min電路消耗總的電能．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功的計算，需要了解歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能得出正確答案．