Question

13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡L标有“12V　6W”的字样，其电阻不随温度变化，R为定值电阻．当开关S闭合时，小灯泡L正常发光，电流表的示数如图乙所示．求：
（1）小灯泡L的电阻；
（2）电阻R的阻值；
（3）电阻R消耗的电功率．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流．
（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小灯泡L的电阻；
（2）根据额定电压下灯泡正常发光和并联电路的电压特点可知电源的电压，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后结合电流表指针的位置确定电流表的量程和分度值，并读出干路电流的大小，进一步求出通过R的电流，根据欧姆定律求出R的阻值；
（3）根据P=UI求出电阻R消耗的电功率．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流．
（1）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，小灯泡L的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6W}$=24Ω；
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L正常发光，
所以，电源的电压U=U_L=12V，
灯泡正常发光时的电流：
I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{24Ω}$=0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，干路电流I=0.8A，
通过电阻R的电流：
I_R=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
电阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω；
（3）电阻R消耗的电功率：
P_R=UI_R=12V×0.3A=3.6W．
答：（1）小灯泡L的电阻为24Ω；
（2）电阻R的阻值为40Ω；
（3）电阻R消耗的电功率为3.6W．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断电流表的量程是关键．