Question

17．如图所示，电源电压不变，R是定值电阻，电灯L标有“6V 3W”的字样，当只闭合开关S时，电灯L正常发光，再闭合开关S₁时，电流表的示数变化了0.2A，求：
（1）电源电压
（2）电阻R的阻值
（3）开关都闭合后，5min内电路消耗的总电能．

Answer 1

分析 （1）当只闭合开关S时，电路为L的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）当两开关均闭合时，通过L的电流不变，电流表示数的变化量即为通过R的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R的阻值；
（3）根据P=UI求出R的电功率，然后加上灯泡的功率即为总功率，根据W=Pt求出5min内电路消耗的总电能．

解答 解：（1）当只闭合开关S时，电路为L的简单电路，
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，电源电压：U=U_L=6V；
（2）当两开关均闭合时，L与R并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过L的电流不变，电流表示数的变化量即为通过R的电流I_R=0.2A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω；
（3）电阻R的电功率：
P_R=UI_R=6V×0.2A=1.2W，
因电路中的总功率等于各用电器功率之和，
所以，电路的总功率：
P=P_L+P_R=3W+1.2W=4.2W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，5min内电路消耗的总电能：
W=Pt=4.2W×5×60s=1260J．
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R的阻值为30Ω；
（3）开关都闭合后，5min内电路消耗的总电能为1260J．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．