Question

【题目】如图所示，L是标有“6V 1.8W”字样的小灯泡，R是定值电阻，断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.40A．

（1）求灯泡正常发光时，1min内灯泡消耗的电能．

（2）求定值电阻R的阻值．

（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，使灯泡正常发光，求电路的总功率．

Answer 1

【答案】（1）108J （2）60Ω （3）7.2W

【解析】（1）灯泡正常发光时的功率等于其额定功率，即：P=P额 =1.8W，

灯泡正常工作时间t=1min=60s，

则灯泡消耗的电能：W=Pt=1.8W×60s=108J；

（2）当断开开关S2，闭合开关S1和S3，定值电阻R和灯泡L并联，此时灯泡正常发光，根据并联电路的电压规律可知，电源电压：U=UR =UL =6V，

由P=UI得，通过灯泡的电流：IL =P额/U额=1.8W/6V=0.3A，

根据并联电路电流规律可知，通过定值电阻的电流：IR=I-IL =0.4A-0.3A=0.1A，

由欧姆定律可得，定值电阻R的阻值：R=UR/IR=6V/0.1A=60Ω；

（3）当断开开关S1和S3，闭合开关S2，定值电阻R和灯泡L串联，由P=U2/R得，灯泡L的电阻：RL =(6V)2/1.8W=20Ω，

根据串联电路电阻规律可知，电路总电阻：R总 =R+RL =60Ω+20Ω=80Ω，

改变电源电压，使灯泡正常发光，此时电路中的电流I′=IL =0.3A，

由欧姆定律可得，此时的电源电压：U′=I′R总 =0.3A×80Ω=24V；

此时电路中消耗的总功率：P总=I′U′=0.3A×24V=7.2W