Question

4．图甲示电路中，要使灯L与电阻R串联，则应只闭合开关S₃；绝不允许同时闭合开关S₁、S₂、S₃．分别测量定值电阻R和小灯泡L两端电压和通过的电流后得到的U-I 关系图线．由图可知，定值电阻R的阻值为10Ω；若将R、L并联后接在电压为2V的电源两端，干路中的电流是0.45A；若将甲、乙串联后接在4.5V电路中，此时电路的总功率是1.125W．

Answer 1

分析 （1）串联是指用电器依次连接的电路，即电流只有一条路径．并联是指用电器并排连接的电路，即此时两个灯泡各自有一条对应的路径．
短路是指电流没有经过用电器而将电源两级直接连通的电路，所以在分析该题时，应避免短路情况的发生．
（2）根据图象读出对应的电流，由欧姆定律求出电阻R；若将R、L并联后接在电压为2V的电源两端，根据并联后R、L两端的电压相等，根据图象读出相应的电流，再根据并联电路的电流特点求出干路电流；根据串联电路特点求出元件两端电压与通过元件的电流，然后求出电功率．

解答 解：（1）由图甲可知：要使灯L与电阻R串联，应将灯L与电阻R首尾相连接到电源两端，则需闭合开关S₃．
若同时闭合开关S₁、S₂、S₃，会形成短路现象，造成电流过大，烧坏电源，发生事故；所以同时闭合开关S₁、S₂、S₃是绝对不允许的．
（2）由图乙可知：当定值电阻R两端的电压U=2V，对应的电流I_R=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
若将R、L并联后接在电压为2V的电源两端，由U-I图象可知，此时通过R、L的电流分别为I_R=0.2A，I_L=0.25A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
电路中的总电流I=I_R+I_L=0.2A+0.25A=0.45A．
由图象可知当电流为I=0.25A时，U_R=2.5V，U_L=2V，则甲、乙串联后两端的电压为U=U_R+U_L=2.5V+2V=4.5V，
则总功率：P=UI=4.5V×0.25A=1.125W．
故答案为：S₃；S₁、S₂、S₃；10；0.45；1.125．

点评 本题考查串并联电路的连接特点、欧姆定律的应用和功率的计算，关键是从图象中得出灯泡L和R的电流与电压之间的关系．