Question

2．如图所示的电路中，电源电压U=6V且保持不变，灯泡L₁的电阻为8Ω，灯泡L₂上标有“6V 3W”字样．求：
（1）灯泡L₂的电阻；
（2）当S₁闭合、S断开时，电流表和电压表的示数各为多少？
（3）S₁ S闭合时，灯泡L₁、L₂消耗的电功率各为多少W？（假设小灯泡电阻不变）

Answer 1

分析 （1）由灯泡铭牌知，L₂的额定电压是8V，额定功率是4W，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻；
（2）S₁闭合、S断开时，两灯串联，电压表测L₁两端电压，电流表测电路中电流，根据串联电路的特点和欧姆定律计算即可；
（3）S₁ S闭合时，L₁短路，只有L₂连入电路，由此可计算出L₂消耗的电功率．

解答 解：（1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$灯泡L₂的电阻：
R₂=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）当S₁闭合、S断开时，两灯串联，电压表测L₁两端电压，电流表测电路中电流，
根据I=$\frac{U}{R}$，
电路中电流：I_A=I=$\frac{U}{{R}_{1}{+R}_{2}}$=$\frac{6V}{8Ω+12Ω}$=0.3A；
电压表的示数：U_V=U₁=IR₁=0.3A×8Ω=2.4V；
（3）S₁ S闭合时，L₁短路，只有L₂连入电路．所以L₁消耗的电功率为0W，
所以U=U₂，
L₂消耗的电功率：P₂′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{12Ω}$=3W．
答：（1）灯泡L₂的电阻为12Ω；
（2）当S₁闭合、S断开时，电流表示数为0.3A，电压表的示数为2.4V；
（3）S₁ S闭合时，灯泡L₁消耗的电功率各为0，L₂消耗的电功率为3W．

点评 分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功公式是正确解题的关键．