题目内容
【题目】在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R0是定值电阻，灯泡L1的额定电压为8 V，图乙是灯泡L2的U一I图象。
⑴当开关S接a时，电压表示数为1.0 V，电流表示数为0. 25 A，求R0的阻值；
⑵当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L1正常发光，此时R0消耗的功率为1W，求灯泡L1的额定电功率；
⑶开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗的电能是多少？
【答案】（1）R0的阻值为4Ω；
（2）灯泡L1的额定功率为4W；
（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是360J．
【解析】试题分析：（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值；
（2）当开关S接a时，由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等，根据P=I2R表示出R0的电功率即可求出电路中的电流，根据P=UI求出灯泡L1的额定功率；
（3）开关S接b时，两灯泡串联，由灯泡L1正常发光可知电路中的电流，由图乙可知L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知电源的电压，根据W=UIt可知1min该电路消耗的电能．
解：（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，
由I=可得，R0的阻值：
R0=
=
=4Ω；
（2）当开关S接a时，R0与L1串联，
图串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=I2R可得，此时电路中的电流：
I=
=
=0.5A，
因灯泡L1正常发光，所以I额1=I=0.5A，
灯泡L1正常发光时的电压U额1=8V，
所以，灯泡L1的额定功率：P额1=U额1I额1=8V×0.5A=4W；
（3）开关S接b时，两灯泡串联，由L1正常发光可知，电路中的电流为0.5A，
由乙图知L2两端的电压为4V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时的电源电压：U′=U额1+UL2=8V+4V=12V，
电路1min时间消耗的电能：W=U′It=12V×0.5A×60s=360J．
答：（1）R0的阻值为4Ω；
（2）灯泡L1的额定功率为4W；
（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是360J．
