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【题目】在图甲所示的电路中,已知电源为电压可调的直流学生电源,R0是定值电阻,灯泡L1的额定电压为8V,图乙是灯泡L2的U﹣I图象.

(1)当开关S接a时,电压表示数为1.0V,电流表示数为0.25A,求R0的阻值;

(2)当开关S接a时,调节电源电压,使灯泡L1正常发光,此时R0消耗的功率为1W,求灯泡L1的额定功率;

(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,1min该电路消耗电能是多少?

【答案】(1)R0的阻值为4Ω;

(2)灯泡L1的额定功率为4W;

(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,1min该电路消耗电能是360J

【解析】

试题分析:(1)当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;

(2)当开关S接a时,由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等,根据P=I2R表示出R0的电功率即可求出电路中的电流,根据P=UI求出灯泡L1的额定功率;

(3)开关S接b时,两灯泡串联,由灯泡L1正常发光可知电路中的电流,由图乙可知L2两端的电压,根据串联电路的电压特点可知电源的电压,根据W=UIt可知1min该电路消耗的电能.

解:(1)当开关S接a时,R0与L1串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,

由I=可得,R0的阻值:

R0===4Ω;

(2)当开关S接a时,R0与L1串联,

图串联电路中各处的电流相等,

所以,由P=I2R可得,此时电路中的电流:

I===0.5A,

因灯泡L1正常发光,所以I额1=I=0.5A,

灯泡L1正常发光时的电压U额1=8V,

所以,灯泡L1的额定功率:P额1=U额1I额1=8V×0.5A=4W;

(3)开关S接b时,两灯泡串联,由L1正常发光可知,电路中的电流为0.5A,

由乙图知L2两端的电压为4V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,此时的电源电压:U′=U额1+UL2=8V+4V=12V,

电路1min时间消耗的电能:W=U′It=12V×0.5A×60s=360J.

答:(1)R0的阻值为4Ω;

(2)灯泡L1的额定功率为4W;

(3)开关S接b时,通过调节电源电压使灯泡L1正常发光,1min该电路消耗电能是360J.

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