Question

12．如图所示，电源电压保持不变，A，B，C是理想电流表或电压表，L₁和L₂的额定功率比为1：3，闭合开关S，A，B，C三只电表的读数分别为1，2，3（单位为安或伏），两灯均正常发光（假定灯丝电阻不变）．请回答．
（1）电源电压为4伏；
（2）若将L₁换成“5V，10W”的小灯泡接入电路，闭合开关S，则L₂消耗的实际功率为1.5W．

Answer 1

分析 理想电压表内阻无穷大，理想电流表内阻为零．若A、B、C均为电流表，两个灯将被短路．若A、B、C均为电压表，两个电灯均不亮．由于两灯的额定电压相同，额定功率不同，两灯并联时能都正常发光，若串联时，不可能同时正常发光．

解答 解：（1）由于理想电压表内阻无穷大，若A、B、C均为电压表，电路中电流为零，两个电灯均不亮，与题不符；
由于理想电流表内阻为零，若A、B、C均为电流表，两个灯将被短路，均不亮；
当A、B为电压表，C为电流表时，L₂灯不亮，L₁能正常发光，与题不符；
当A、C为电压表B为电流表，两灯串联，两灯能同时正常发光，功率之比能为1：3，与题目相符，
由题目可知闭合开关S，A、B、C三只电表的读数分别为1，2，3，即U₁=1V，U₂=3V，U=4V，I=2A；
（2）若将L₁换成“5V，10W”的小灯泡接入电路，R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（5V）^{2}}{10W}$=2.5Ω，
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{3V}{2A}$=1.5Ω
闭合开关S，
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{4V}{2.5Ω+1.5Ω}$=1A，
则L₂消耗的实际功率P₂′=（I′）²R₂=（1A）²×1.5Ω=1.5W．
故答案为：（1）4；（2）1.5W．

点评 本题关键抓住理想电压表的内阻无穷大，相当于断路；理想电流表的内阻为零，相当于短路．再进行分析．注意并联电路特点的运用．