题目内容

13．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L2标有“24V  12W”．开关S1闭合、S2断开时，电流表的示数为1A，电压表的示数为12V，灯泡L1正常发光，不考虑温度对灯泡灯丝电阻的影响．求：
（1）灯泡L1的额定功率．
（2）在10s内，灯泡正常L2正常发光时消耗的电能．
（3）灯泡L2的电阻
（4）当开关S1、S2都闭合时，求电流表的示数和灯泡L2的实际功率．

分析 （1）分析S1闭合、S2断开时，电路的连接情况，根据P=UI计算出灯泡L1的额定功率；
（2）根据W=Pt计算L2正常发光时消耗的电能；
（3）根据R2=$\frac{{U}^{2}}{P}$计算出灯泡L2的电阻；
（4）根据I=$\frac{U}{R}$计算出L2的电流，由并联电路的电流规律得出电流表的示数；
根据P=UI计算出L2的实际功率．

解答 解：（1）开关S1闭合、S2断开时，电路中只有L1，灯泡正常发光，则U额1=U=12V，I额1=I=1A，则其额定电功率为：P额1=U额1I额1=12V×1A=12W；
（2）L2正常发光时功率为12W，由P=$\frac{W}{t}$得：W=P额2t=12W×10s=120J；
（3）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，灯泡L2的电阻R2=$\frac{{{U}_{额2}}^{2}}{{P}_{额2}}$=$\frac{（24V）^{2}}{12W}$=48Ω；
（4）当开关S1、S2都闭合时，两灯泡并联，此时通过L1的电流仍为1A，
通过L2的电流I2=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{48Ω}$=0.25A；
所以电流表的示数为I=I1+I2=1A+0.25A=1.25A；
L2的实际功率P2=UI2=12V×0.25A=3W．
答：（1）灯泡L1的额定功率为12W；
（2）在10s内，灯泡正常L2正常发光时消耗的电能为120J；
（3）灯泡L2的电阻为48Ω；
（4）当开关S1、S2都闭合时，电流表的示数为1.25A；灯泡L2的实际功率为3W．

点评 本题是电学的综合计算题目，考查了有关电功率公式的应用，关键熟练掌握欧姆定律，搞清并联电路电流、电压的特点．

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