Question

17．如图所示，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 6W”字样（灯丝的阻值不变），当S和S₁都闭合时，电压表示数为10V；当S闭合，S₁断开时，灯泡L正常发光．
（1）画出S和S₁都闭合时的等效电路图并求出电源电压．
（2）求电阻R的阻值；
（3）求当S闭合，S₁断开时，电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）当S和S₁都闭合时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，根据电压表的示数得出电源的电压；
（2）当S闭合，S₁断开时，电阻R与灯泡L串联，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据欧姆定律求出R的阻值；
（3）当S闭合，S₁断开时，根据P=UI求出电路消耗的总功率．

解答 解：（1）当S和S₁都闭合时，等效电路图如下图所示：

电压表的示数为10V，则电源的电压为10V；
（2）当S闭合，S₁断开时，电阻R与灯泡L串联，
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=UI求出电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：
U_R=U-U_L=10V-6V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{1A}$=4Ω；
（3）当S闭合，S₁断开时，电路消耗的总功率：
P=UI=10V×1A=10W．
答：（1）S和S₁都闭合时的等效电路图如上图所示，电源电压为10V；
（2）电阻R的阻值为4Ω；
（3）当S闭合，S₁断开时，电路消耗的总功率为10W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．