Question

（2014?铜仁市）如图所示，电路中电源电压和灯泡L的电阻保持不变，已知定值电阻R1=18Ω．求：（1）若只闭

（2014?铜仁市）如图所示，电路中电源电压和灯泡L的电阻保持不变，已知定值电阻R1=18Ω．求：（1）若只闭合开关S2时，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为3V，则R1两端的电压是多少？电源电压是多少？（2）若开关S1，S2，S3都闭合时，电流表的示数为3A，此时灯泡L正常发光，则小灯泡的额定功率和小灯炮的电阻各是多少？（3）若只闭合开关S3时，通电500s，则小灯泡消耗的电能是多少？

Answer 1

（1）当只闭合开关S₂时，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压，电流表测电路中的电流，
由I=

U

R

可得，R₁两端的电压：
U₁=IR₁=0.5A×18Ω=9V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U₁+U₂=9V+3V=12V；
（2）R₂的阻值：
R₂=

U2

I

=

3V

0.5A

=6Ω，
当开关S₁，S₂，S₃都闭合时，R₂与灯泡L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R₂的电流：
I₂=

U

R2

=

12V

6Ω

=2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过灯泡的电流：
I_L=I′-I₂=3A-2A=1A，
因灯泡正常发光，
所以，灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=12V×1A=12W，
灯泡的电阻：
R_L=

U

IL

=

12V

1A

=12Ω；
（3）当只闭合开关S₃时，R₁与灯泡L串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中的电流：
I″=

U

R1+RL

=

12V

18Ω+12Ω

=0.4A，
通电500s小灯泡消耗的电能：
W_L=（I″）²R_Lt=（0.4A）²×12Ω×500s=960J．
答：（1）当只闭合开关S₂时，R₁两端的电压是9V，电源电压是12V；
（2）小灯泡的额定功率为12V，小灯炮的电阻为12Ω；
（3）当只闭合开关S₃时，通电500s，则小灯泡消耗的电能是960J．