Question

11．如图所示电路中，R_l=2Ω，R₂=3Ω．当开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，电流表示数为1.3A，且灯泡正常发光．设电源电压不变．求：
（1）电源电压；
（2）灯泡的电阻：
（3）灯泡的额定功率．

Answer 1

分析 （1）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，R_l、R₂串联，根据串联电路电阻的特点求出总电阻，再根据公式U=IR即可求出电源电压；
（2）（3）开关S₁、S₂、S₃都闭合时，L和R₂并联，并且灯泡正常发光；因此先根据电源电压和R₂的阻值求出通过R₂的电流，再根据并联电路电流的特点求出灯泡的额定电流，由欧姆定律求灯的电阻，由P=UI即可求出灯泡额定功率．

解答 解：（1）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，等效电路如下图所示：

从图中可以看出，R_l、R₂串联；则
电路中的总电阻R=R_l+R₂=2Ω+3Ω=5Ω；
电源电压：U=IR=0.6A×5Ω=3V．
（2）（3）开关S₁、S₂、S₃都闭合时，等效电路如下图所示：

从图中可以看出，L和R₂并联；根据题意可知此时灯泡正常发光；则灯的额定电压为电源电压3V，
通过R₂的电流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{3V}{3Ω}$=1A；
由并联电路电路的规律，则通过灯泡的电流：
I_L=1.3A-1A=0.3A；
灯的电阻：
R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}=\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
故灯泡的额定功率：
P_L=UI_L=3V×0.3A=0.9W．
答：（1）电源电压为3V；
（2）灯泡的电阻为10Ω：
（3）灯泡的额定功率为0.9W．

点评 本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律的应用及功率的计算公式的掌握情况．本题的关键还是根据开关的不同组合来识别电路的连接形式，弄清各种情况中电路的连接形式、并画出其等效电路，