Question

8．在如图所示的电路中，有三个均标有“6V  2.4W”灯泡，当S₂断开，S₁、S₃闭合时，电流表读数是0.4A，求：（不计灯丝电阻的变化）
（1）电源电压是多少？
（2）当S₁、S₂、S₃都断开时，电流表的示数是多少？
（3）当S₁、S₂、S₃都断开时，通电10s整个电路消耗的电能是多少？

Answer 1

分析 （1）分析电路的连接关系，根据灯泡上标有“6V 2.4W”字样的含义，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求灯的电阻，根据电阻的并联和欧姆定律求电源电压；
（2）（3）分析电路的连接，根据电阻的串联和欧姆定律求电路中的电流；
根据W=UIt求通电10s整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）当S₂断开，S₁、S₃闭合时，灯L₁短路，灯L₂、L₃并联，电流表测干路的电流，电流表读数是I=0.4A，
三个均标有“6V 2.4W”灯泡，表示灯的额定电压为6V，额定功率为2.4W，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$，灯的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{2.4W}$=15Ω；
根据等值电阻的并联规律，R_并=$\frac{1}{2}$×R_L=$\frac{1}{2}$×15Ω=7.5Ω；由欧姆定律，电源电压：
U=IR_并=0.4A×7.5Ω=3V；
（2）当S₁、S₂、S₃都断开时，灯L₂、L₁串联，电流表测电路中的电流，
根据串联电阻的规律，电路的总电阻R_串=2R_L=2×15Ω=30Ω，
此时，电路中的电流即电流表示数I′=$\frac{U}{{R}_{串}}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A；
（3）当S₁、S₂、S₃都断开时，通电10s整个电路消耗的电能W=UI′t=3V×0.1A×10s=3J．
故答案为：（1）电源电压是3V；
（2）当S₁、S₂、S₃都断开时，电流表的示数是0.1A；
（3）当S₁、S₂、S₃都断开时，通电10s整个电路消耗的电能是3J．

点评 本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律的运用和电功的计算，关键是正确识别电路．