Question

（2014?南通）如图所示，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关S2，闭合开关S1和S3，

（2014?南通）如图所示，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.50A．（1）求灯泡正常发光时，1min内灯泡消耗的电能．（2）求定值电阻R的阻值．（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，使灯泡正常发光，求电路的总功率．

Answer 1

（1）灯泡正常发光1min消耗的电能：W=P_Lt=1.2W×60s=72J；
（2）断开开关S₂，闭合开关S₁和S₃时，电阻R和灯泡L并联，灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即6V；
由P=UI可知，灯泡正常发光时的电流：I_L=

PL

UL

=

1.2W

6V

=0.2A；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R的电流：I_R=0.5A-0.2A=0.3A；
由I=

U

R

可知，定值电阻R的阻值：R=

U

IR

=

6V

0.3A

=20Ω；
（3）由P=

U2

R

可得，灯泡的电阻：R_L=

U2

PL

=

(6V)2

1.2W

=30Ω；
断开开关S₁和S₃，闭合开关S₂，定值电阻R和灯泡L串联，此时电路中的总电阻：R_总=30Ω+20Ω=50Ω；
因为灯泡正常发光，所以电路中的电流为0.2A，则电路的总功率：P=I_L²R_总=（0.2A）²×50Ω=2W．
答：（1）灯泡正常发光时，1min内灯泡消耗的电能为72J．
（2）定值电阻R的阻值为20Ω．
（3）断开开关S₁和S₃，闭合开关S₂，改变电源电压，使灯泡正常发光，电路的总功率为2W．