Question

【題目】如圖所示，電路中的總電壓和燈L的電阻保持不變，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2和S3時(shí)，燈L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為6V；當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，斷開(kāi)S3時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，燈L實(shí)際消耗的電功率為其額定功率的1/9，電阻R1消耗的電功率為0.3W，求：

（1）燈L的電阻；

（2）燈L正常工作1min消耗的電能；

（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，電路消耗的電功率。

Answer 1

【答案】（1）20Ω；（2）108J；（3）0.6W。

【解析】

（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2和S3時(shí)，電路為L的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，燈泡L正常發(fā)光，由電壓表的示數(shù)可知，電源的電壓U＝UL＝6V，燈泡的額定功率：P額==，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，斷開(kāi)S3時(shí)，燈泡L與電阻R1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，且干路電流等于各支路電流之和，

所以電路的總電阻：R==12Ω，

即：=12Ω…①

當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，燈泡L與R1、R2串聯(lián)，燈泡的功率PL實(shí)=PL，

則PL實(shí)=，

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和P＝I2R有：，

由題可知，P1＝0.3W，所以：，整理可得：4R1＝0.3RL2…②

由①②聯(lián)立方程解得：RL＝20Ω或RL＝﹣8Ω（舍去）

（2）燈泡的額定功率：P額===1.8W，

燈L正常工作1min消耗的電能：W＝P額t＝1.8W×60s＝108J；

（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，燈泡的實(shí)際功率：PL額=×P額=×1.8W=0.2W，

由P＝I2R可得此時(shí)電路中電流：I′=IL===0.1A，

所以電路消耗的總功率：P＝UI′＝6V×0.1A＝0.6W。

答：（1）燈L的電阻為20Ω；

（2）燈L正常工作1min消耗的電能為108J；

（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S3，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，電路消耗的電功率為0.6W。