Question

8．如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“6V 0.6W”的字样，R为定值电阻．闭合S、断开S₁，灯泡正常发光；再闭合S₁，发现电流表示数变化了0.3A，则R的阻值为20Ω，通电1min灯泡L和电阻R消耗的电能之比是1：3．（设灯丝电阻不变）

Answer 1

分析 闭合开关S，断开开关S₁时，电路为小灯泡的简单电路，根据额定电压下小灯泡正常发光可知电源的电压，根据P=UI求出灯泡的电流；若再闭合开关S₁，灯泡与电阻R并联，电流表测干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过灯泡的电流不变，电流表变化的示数为通过R的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值；根据W=UIt求出通电1min灯泡L和电阻R消耗的电能之比．

解答 解：闭合开关S，断开开关S₁时，电路为小灯泡的简单电路，
因灯泡正常发光，
所以，电源的电压U=U_L=6V，
由P=UI可得，通过灯泡的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.6W}{6V}$=0.1A；
若再闭合开关S₁，灯泡与电阻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，通过灯泡的电流不变，
则通过R的电流即为电流表变化的示数，I_R=0.3A，
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，R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
由W=UIt可得，通电1min灯泡L和电阻R消耗的电能之比：
$\frac{{P}_{L}t}{{P}_{R}t}$=$\frac{U{I}_{L}}{U{I}_{R}}$=$\frac{{I}_{L}}{{I}_{R}}$=$\frac{0.1A}{0.3A}$=$\frac{1}{3}$．
故答案为：20；1：3．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道再闭合开关S₁时电流表示数的变化即为通过电阻R的电流．