Question

12．如图所示，灯泡L标有“6V 3W”字样，R₁=12Ω，当只闭合开关S₁、S₃时，电流表示数为1.0A，这时灯泡L正常发光．
（1）求电源电压U．
（2）当只闭合开关S₂时，求灯泡L消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）当只闭合开关S₁、S₃时，R₁与L并联，电流表测干路电流，由灯泡正常发光，由并联电路电压特点可知电源电压；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻；
当只闭合开关S₂时，R₁与L串联，由串联电路特点和欧姆定律计算电路电流，由P=I²R计算灯泡实际功率．

解答 解：
（1）由电路图知，当只闭合开关S₁、S₃时，R₁与L并联，
由灯泡正常发光，即灯泡电压达到额定电压，
由并联电路电压特点可得，电源电压：
U=U₁=U_额=6V；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
当只闭合开关S₂时，R₁与L串联，
由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路电流，
I_L=I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω+12Ω}$=0.25A，
由P=I²R可得，灯泡实际功率：
P_L=I_L²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）电源电压为6V；
（2）当只闭合开关S₂时，灯泡L消耗的电功率为0.75W．

点评 本题考查了串联和并联电路的特点、欧姆定律公式和电功率公式的应用，正确分析开关在不同状态下电路结构是解题的关键．