Question

如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V  6W”，R₂=4Ω．（忽略温度对灯泡电阻的影响）
（1）当开关S₂、S₃闭合时，S₁断开，灯泡恰好正常发光，求电源电压及灯泡的电阻；
（2）当开关S₂闭合时，S₁、S₃断开，求100s电流通过灯泡做的功；
（3）当S₁、S₂、S₃闭合时，电流表读数为1.5A，求R₁消耗的电功率．

Answer 1

分析：（1）当开关S₂、S₃闭合，S₁断开时，电路为灯泡的基本电路，根据灯泡正常发光即可求出电源电压；利用R=

U2

P

即可求出灯泡的电阻；
（2）当开关S₂闭合，S₁、S₃断开时，R₂和灯泡串联，先根据欧姆定律求出电路中的电流，然后利用W=UIt求出100s电流通过灯泡做的功；
（3）当S₁、S₂、S₃闭合时，R₁、L并联，先根据并联电路的电流特点求出通过R₁的电流，然后利用P=UI求出R₁消耗的电功率．

解答：解：（1）当开关S₂、S₃闭合，S₁断开时，电路为灯泡的基本电路，等效电路如下图所示：

因为灯泡正常发光，因此电源电压等于灯泡的额定电压，即6V；
灯泡的电阻：R_L=

U2

P

=

(6V)2

6W

=6Ω；
（2）当开关S₂闭合时，S₁、S₃断开时，R₂和灯泡串联，等效电路如下：

电路中的电流：I=

U

R总

=

6V

6Ω+4Ω

=0.6A，
100s电流通过灯泡做的功：W=I²R_Lt=（0.6A）²×6Ω×100s=216J；
（3）当S₁、S₂、S₃闭合时，R₁、L并联，等效电路如下

则通过R₁的电流：I₁=1.5A-

P

U

=1.5A-

6W

6V

=0.5A，则R₁消耗的电功率：P=UI₁=6V×0.5A=3W．
答：（1）电源电压为6V，灯泡的电阻为6Ω；
（2）100s电流通过灯泡做的功为216J；
（3）R₁消耗的电功率为3W．

点评：本题考查了并联电路和串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的计算，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和知道额定电压下灯泡正常发光．