Question

如图：电源电压恒定不变，小灯泡L标有“9V  4.5W”，当开关S₁、S₃闭合，S₂断开时，电流表示数为1.25A，这时L正常发光（灯泡电阻不随温度变化）求：
（1）小灯泡正常发光时，灯泡中电流大小．
（2）电阻R的阻值．
（3）S₁、S₃断开，S₂闭合时，通电5min电路消耗总的电能．

Answer 1

分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过的电流；
（2）当开关S₁、S₃闭合，S₂断开时，灯泡与R并联，电流表测干路中的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值；
（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当S₁、S₃断开，S₂闭合时，灯泡与电阻R串联，根据电阻的串联和Q=

U2

R

t求出通电5min电路消耗总的电能．

解答：解：（1）灯泡正常发光时的电压为9V，功率为4.5W，
由P=UI可得，通过的电流：
I_L=

PL

UL

=

4.5W

9V

=0.5A；
（2）当开关S₁、S₃闭合，S₂断开时，灯泡与R并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
∴电源的电压U=U_L=9V，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过R的电流：
I_R=I-I_L=1.25A-0.5A=0.75A，
则R=

U

IR

=

9V

0.75A

=12Ω；
（3）灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

9V

0.5A

=18Ω，
当S₁、S₃断开，S₂闭合时，灯泡与电阻R串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴通电5min电路消耗总的电能：
W=

U2

RL+R

t=

(9V)2

18Ω+12Ω

×5×60s=810J．
答：（1）小灯泡正常发光时，灯泡中电流大小为0.5A；
（2）电阻R的阻值为12Ω；
（3）S₁、S₃断开，S₂闭合时，通电5min电路消耗总的电能810J．

点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．