Question

如圖所示，當(dāng)開關(guān)S接到a處時，電壓表示數(shù)為4伏，電流表示數(shù)為0.5安，燈泡正常發(fā)光．當(dāng)開關(guān)S接到b處時，電壓表示數(shù)為6.4伏，電流表示數(shù)為0.4安．設(shè)電源電壓不變，求：
（1）電源電壓多少？
（2）燈泡L的額定電功率
（3）開關(guān)接到b處時，燈泡L的實際電功率？

Answer 1

分析：（1）當(dāng)開關(guān)S接到a處時，燈泡R_L與R₁串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點表示出電源的電壓；當(dāng)開關(guān)S接到b處時，燈泡R_L與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點表示出電源的電壓；聯(lián)立等式即可求出燈泡的電阻，進一步求出電源的電壓；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電流和額定電流相等，根據(jù)P=I²R求出燈泡的額定功率；
（3）根據(jù)P=I²R求出開關(guān)接到b處時燈泡L的實際電功率．

解答：解：（1）當(dāng)開關(guān)S接到a處時，燈泡R_L與R₁串聯(lián)，電壓表測R₁兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓：
U=I₁R_L+U₁=0.5A×R_L+4V，
當(dāng)開關(guān)S接到b處時，燈泡R_L與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
電源的電壓：
U=I₂R_L+U₂=0.4A×R_L+6.4V，
∵電源的電壓不變，
∴0.5A×R_L+4V=0.4A×R_L+6.4V，
解得：R_L=24Ω，
則U=0.5A×R_L+4V=0.5A×24Ω+4V=16V；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A，則燈泡的額定功率：
P_L額=I₁²R_L=（0.5A）²×24Ω=6W；
（3）開關(guān)接到b處時，燈泡L的實際電功率：
P_L=I₂²R_L=（0.4A）²×24Ω=3.84W．
答：（1）電源電壓為16V；
（2）燈泡L的額定電功率為6W；
（3）開關(guān)接到b處時，燈泡L的實際電功率為3.84W．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好電源的電壓不變這一條件，同時注意燈泡正常發(fā)光時的電流和額定電流相等．