题目内容
【题目】如图所示,L是标有“6V 1.8W”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0.40A.
(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.
【答案】(1)108J (2)60Ω (3)7.2W
【解析】(1)灯泡正常发光时的功率等于其额定功率,即:P=P额 =1.8W,
灯泡正常工作时间t=1min=60s,
则灯泡消耗的电能:W=Pt=1.8W×60s=108J;
(2)当断开开关S2,闭合开关S1和S3,定值电阻R和灯泡L并联,此时灯泡正常发光,根据并联电路的电压规律可知,电源电压:U=UR =UL =6V,
由P=UI得,通过灯泡的电流:IL =P额/U额=1.8W/6V=0.3A,
根据并联电路电流规律可知,通过定值电阻的电流:IR=I-IL =0.4A-0.3A=0.1A,
由欧姆定律可得,定值电阻R的阻值:R=UR/IR=6V/0.1A=60Ω;
(3)当断开开关S1和S3,闭合开关S2,定值电阻R和灯泡L串联,由P=U2/R得,灯泡L的电阻:RL =(6V)2/1.8W=20Ω,
根据串联电路电阻规律可知,电路总电阻:R总 =R+RL =60Ω+20Ω=80Ω,
改变电源电压,使灯泡正常发光,此时电路中的电流I′=IL =0.3A,
由欧姆定律可得,此时的电源电压:U′=I′R总 =0.3A×80Ω=24V;
此时电路中消耗的总功率:P总=I′U′=0.3A×24V=7.2W
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