Question

19．如图所示的电路．电源电压保持不变．电灯L上标有“6V 9W”字样，当开关S₁闭合，S₂断开时，电灯恰好正常发光，电压表读数为3V，求：
（1）电源电压；
（2）电阻R₀的阻值：
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，电阻R₀消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）由图当S₁闭合，S₂断开时，L与R₀串联，电压表测R₀两端电压，电灯恰好正常发光，由串联电路特点和欧姆定律计算电源电压；
（2）由P=UI计算电流，由欧姆定律计算R₀的阻值；
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，电路中只有连入电路，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算R₀消耗的功率．

解答 解：
（1）当S₁闭合，S₂断开时，L与R₀串联，电灯恰好正常发光，
所以U_L=U_额=6V，
由串联电路电压特点可得电源电压：
U=U_L+U₀=6V+3V=9V；
（2）灯泡正常发光，由P=UI可得电路中电流：
I=I₀=I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{9W}{6V}$=1.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{3V}{1.5A}$=2Ω；
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，L短路，电路中只有连入电路，
R₀消耗的功率：
P₀=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（9V）^{2}}{2Ω}$=40.5W．
答：（1）电源电压为9V；
（2）电阻R₀的阻值为2Ω：
（3）当开关S₁、S₂都闭合时，电阻R₀消耗的功率为40.5W．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用，正确分析电路是关键，知道灯泡正常发光时其实际电压等于额定电压．