Question

小明家住农村，他家的厕所离房子有一段距离，家人上厕所前都要带上手电筒，很不方便，若灯整夜开着又很浪费电。他想利用所学的知识对厕所的照明电路进行适当改装，将“220V  40W”的灯泡、阻值为990Ω的电阻和开关S、S₁连成如图所示的电路。天后，S处于闭合状态，当无人入厕时，开关S₁断开，此时灯较暗，但能起到指示作用；当有人入厕时，闭合开关S₁，灯泡正常发光，起到照明作用。

（1）当S、S₁都闭合时，电阻R处于  ▲  状态（填“短路”、“断路”或“通路”）；

（2）当灯起指示作用时，通过电阻R的电流是多少安？

（3）通过计算说明无人入厕时和有人入厕时，电路消耗的功率哪个大？

Answer 1

（1）短路 （2分）

   （2）当灯起指示作用时，R与L串联

R_L=U_L²/P_L=(220V)²/40W=1210Ω  …………………………………………1分

        R_总=R+R_L=990Ω+1210Ω=2200Ω …………………………………………1分

       通过R的电流

        I=U/R_总=220V/2200Ω=0.1A      …………………………………………1分

  （3）无人入厕时，R与L串联，电路中消耗的总功率为

      P₁=UI=0.1A×220V=22W      ……………………………………………1分

      有人入厕时，L正常发光，电路中消耗的总功率为

        P₂=P_L=40W                 ……………………………………………1分

    ∵P₁＜P₂

∴有人入厕时，电路中消耗的功率大  ………………………………………1分

     答:略