Question

7．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S时，电流表的示数为0.6A．再闭合S₁时，电流表的示数变化了0.5A．求：
（l）电阻R的阻值；
（2）幵关都闭合后，5min内电路消耗的总电能．

Answer 1

分析 （1）当只闭合S时，电路为R的简单电路，电流表测通过R的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压；再闭合S₁时，R与L并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R的电流不变，电流表变化的示数即为通过L的电流，根据P=UI求出灯泡的额定电流，然后与通过灯泡的电流相比较确定灯泡正常发光，根据并联电路的电压特点可知电源的电压，进一步求出电阻R的阻值；
（2）幵关都闭合后，根据并联电路的电流特点求出干路电流，利用W=UIt求出幵关都闭合后5min内电路消耗的总电能．

解答 解：（1）当只闭合S时，电路为R的简单电路，电流表测通过R的电流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源的电压：
U=I_RR=0.6A×R----①
再闭合S₁时，R与L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R的电流不变，
则电流表变化的示数即为通过L的电流I_L=0.5A，
由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L额=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A=I_L，
所以，此时灯泡两端的电压U_L=U_L额=6V，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，电源的电压U=U_L=6V，
代入①式可得：R=10Ω；
（2）幵关都闭合后，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：
I=I_R+I_L=0.6A+0.5A=1.1A，
5min内电路消耗的总电能：
W=UIt=6V×1.1A×5×60s=1980J．
答：（1）电阻R的阻值为10Ω；
（2）幵关都闭合后，5min内电路消耗的总电能为1980J．

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，要注意通过灯泡的电流和额定电流相等时正常发光．