题目内容
【题目】如图所示电路中,电源电压恒定不变,R为定值电阻,小灯泡L上标有“6V 3w”字样(不考虑小灯泡阻值的变化).
(1)当S1、S3闭合,S2断开时,小灯泡L正常发光,电流表示数为0.6A,求电源电压和电阻R的阻值;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时.求小灯泡L工作1min所消耗的电能.
【答案】(1)电源电压为6V,定值电阻的阻值为60Ω;(2)小灯泡L工作1min所消耗的电能为5J.
【解析】试题分析:(1)当S1、S3闭合,S2断开时,灯泡和定值电阻并联,已知灯泡额定电压和发光状态,可以得到电源电压;已知灯泡额定电压和额定功率,可以得到灯泡正常发光电流;已知干路电流和灯泡通过的电流,可以得到通过定值电阻R的电流;已知定值电阻两端电压和通过的电流,利用公式R=得到定值电阻阻值;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,灯泡和定值电阻串联,已知灯泡额定电压和额定功率,可以得到灯泡电阻;已知灯泡和定值电阻阻值,可以得到串联电路总电阻;已知电源电压和电路总电阻,可以得到串联电路电流;已知灯泡电阻、工作时间和通过的电流,利用公式W=I2Rt得到灯泡消耗的电能.
解:(1)当S1、S3闭合,S2断开时,灯泡和定值电阻并联,
已知灯泡正常发光,所以电源电压为U=U额=6V;
由P=UI可知,灯泡正常发光的电流为:I额==
=0.5A,
通过定值电阻的电流为I=I总﹣I额=0.6A﹣0.5A=0.1A;
由I=可知,定值电阻的阻值为:R===60Ω;
(2)当S2闭合,S1、S3断开时,灯泡和定值电阻串联,
由P=可知,灯泡电阻为R额=
=
=12Ω,
串联电路总电阻为R串=R+R额=60Ω+12Ω=72Ω,
串联电路电流为I串==
=
A,
小灯泡L工作1min所消耗的电能为:
W=I串2R额t=(A)2×12Ω×60s=5J.
答:(1)电源电压为6V,定值电阻的阻值为60Ω;
(2)小灯泡L工作1min所消耗的电能为5J.
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