Question

14．如图所示电路中，小灯泡L标有“6V 6W”字样，R₂=4Ω，当S₁，S₂都闭合时，电流表示数为1.2A，这时小灯泡L正常发光，求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）当S₁，S₂都断开时，小灯泡L消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）由电路图可知，当S₁、S₂都闭合时，电阻R₂被短路，电阻R₁与灯泡并联，灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光，据此求出电源电压；
（2）由电功率变形公式求出灯泡正常发光时的电流，由并联电路特点求出通过电阻R₁的电流，由欧姆定律求出电阻R₁的阻值；
（3）当S₁、S₂都断开时，电阻R₂与灯泡串联；由串联电路特点及欧姆定律求出电路电流，然后由电功率公式求出灯泡实际功率．

解答 解：
（1）由图知，当S₁、S₂都闭合时，电阻R₁与灯泡并联接在电源两端，
灯泡正常发光，则电源电压：U=U_L额=6V；
（2）由P=UI可得，灯泡正常发光时电流：
I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由并联电路特点得，通过电阻R₁的电流：
I₁=I-I_L=1.2A-1A=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$得，电阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得灯泡电阻：
R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
由图知，当S₁、S₂都断开时，电阻R₂与灯泡串联，
流过电路的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{4Ω+6Ω}$=0.6A，
灯泡实际功率P_L实=I²R_L=（0.6A）²×6Ω=2.16W．
答：（1）电源电压是6V．
（2）电阻R₁的阻值30Ω．
（3）当S₁、S₂都断开时，小灯泡L消耗的功率2.16W．

点评 本题是一道基础题，考查了求电源电压、电阻阻值、灯泡实际功率等问题，分析清楚电路结构是正确解题的前提与基础．