Question

如图所示电路中，R₁=2Ω，R₂=3Ω．当开关S₁闭合，S₂，S₃断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S₁，S₂，S₃都闭合时，电流表示数为1.5A，且灯泡正常发光．求：
（1）电源电压．
（2）灯泡的额定功率．
（3）当S₁，S₂，S₃都闭合时，通过1min，电阻R₂消耗的电能．

Answer 1

分析：（1）当开关S₁闭合，S₂，S₃断开时，电阻R_l、R₂串联，电流表测总电流，根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）当开关S₁，S₂，S₃都闭合时，R₂和灯泡L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过电阻R₂的电流，根据并联电路电流特点可求通过灯泡的电流，根据公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（3）根据W=UIt求出当S₁，S₂，S₃都闭合时，通过1min电阻R₂消耗的电能．

解答：解：（1）当开关S₁闭合，S₂，S₃断开时，电阻R_l、R₂串联，电流表测总电流，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=I（R₁+R₂）=0.6A×（2Ω+3Ω）=3V；
（2）当开关S₁，S₂，S₃都闭合时，R₂和灯泡L并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴通过R₂的电流：
I₂=

U

R2

=

3V

3Ω

=1A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过灯泡的电流：
I_L=I′-I₂=1.5A-1A=0.5A，
∵灯泡正常发光，
∴灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=UI_L=3V×0.5A=1.5W；
（3）当S₁，S₂，S₃都闭合时，通过1min，电阻R₂消耗的电能：
W₂=U₂I₂t=UI₂t=3V×1A×60s=180J．
答：（1）电源电压为3V；
（2）灯泡的额定功率1.5W；
（3）当S₁，S₂，S₃都闭合时，通过1min，电阻R₂消耗的电能为180J．

点评：本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的应用，关键是开关闭合断开、闭合时电路串并联的辨别以及知道额定电压下灯泡正常发光．