Question

如图所示，电源电压保持不变，灯L标有“5V，5W”字样，电阻R₁=15Ω，当开关S₁、S₂都断开，电流表的示数为0.2A；当开关S₁、S₂都闭合时，电流表示数为0.9A．则：
（1）灯L的电阻多大？
（2）电源电压多大？
（3）R₂的阻值多大？
（4）当开关S₁、S₂都闭合时，灯L消耗的电功率多大？此时电路的总功率多大？

Answer 1

解：（1）灯L的电阻：
R_L===5Ω；
（2）当开关S₁、S₂都断开，等效电路图如图所示：

电源的电压U=I（R₁+R_L）=0.2A×（5Ω+15Ω）=4V；
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，等效电路图如图所示：

通过灯泡的电流I_L′===0.8A，
通过R₂的电流I₂=I′-I_L′=0.9A-0.8A=0.1A，
所以R₂===40Ω；
（4）此时灯泡L的实际功率P_L′=UI_L′=4V×0.8A=3.2W；
电路的总功率P_总=UI′=4V×0.9A=3.6W．
答：（1）灯L的电阻为5Ω；
（2）电源电压为4V；
（3）R₂的阻值为40Ω；
（4）当开关S₁、S₂都闭合时，灯L消耗的电功率为3.2W，此时电路的总功率为3.6W．
分析：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据R=求出灯泡的电阻；
（2）当开关S₁、S₂都断开，L与R₁串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电源的电压；
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，L与R₂并联，电流表测干路电流，根据欧姆定律求出通过L的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R₂的电流，再根据欧姆定律求出R₂的阻值；
（4）当开关S₁、S₂都闭合时，根据P=UI分别求出灯L消耗的电功率和电路的总功率．
点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及电功率公式、欧姆定律的应用，关键是画出开关闭合、断开时的等效电路图．