Question

18．如圖，電源電壓為3V保持不變，燈泡L標(biāo)有“3V 1.2W”的字樣，R為阻值未知的定值電阻．
（1）求燈泡正常發(fā)光時的電流和電阻；
（2）開關(guān)S閉合，S₁斷開，電流表示數(shù)為0.3A，求1min內(nèi)電路消耗的電能；
（3）開關(guān)S、S₁均閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最右端，電流表的示數(shù)為1A，求R的阻值．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的實際功率和額定功率相等，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻；
（2）開關(guān)S閉合、S₁斷開時，滑動變阻器與R串聯(lián)，電流表測電路中的電流；根據(jù)W=UIt求出1min內(nèi)電路消耗的電能；
（3）開關(guān)S、S₁均閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，燈泡與R并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R的電流，根據(jù)歐姆定律求出R的阻值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，功率和額定功率相等，
所以此時通過燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.2W}{3V}$=0.4A；
燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.4A}$=7.5Ω．
（2）開關(guān)S閉合、S₁斷開時，等效電路圖如下圖所示：

1min內(nèi)電路消耗的電能：
W=UIt=3V×0.3A×60s=54J．
（3）開關(guān)S、S₁均閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，等效電路圖如下圖所示：

I_R=I-I_L=1A-0.4A=0.6A，
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω．
答：（1）求燈泡正常發(fā)光時的電流為0.4A，電阻為7.5Ω；
（2）開關(guān)S閉合、S₁斷開時，1min內(nèi)電路消耗的電能為54J；
（3）開關(guān)S、S₁均閉合，滑動變阻器的滑片P滑至最右端時，R的阻值為5Ω．

點評 本題考查了并聯(lián)電路和串聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是畫出開關(guān)閉合前后等效電路圖和知道額定電壓下燈泡正常發(fā)光．