Question

7．如圖所示，電源電壓不變，R是定值電阻，電燈L標有“6V 3W”的字樣．當只閉合S時，電流表的示數(shù)為0.6A．再閉合S₁時，電流表的示數(shù)變化了0.5A．求：
（l）電阻R的阻值；
（2）幵關都閉合后，5min內電路消耗的總電能．

Answer 1

分析 （1）當只閉合S時，電路為R的簡單電路，電流表測通過R的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；再閉合S₁時，R與L并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響可知通過R的電流不變，電流表變化的示數(shù)即為通過L的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，然后與通過燈泡的電流相比較確定燈泡正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知電源的電壓，進一步求出電阻R的阻值；
（2）幵關都閉合后，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出干路電流，利用W=UIt求出幵關都閉合后5min內電路消耗的總電能．

解答 解：（1）當只閉合S時，電路為R的簡單電路，電流表測通過R的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I_RR=0.6A×R----①
再閉合S₁時，R與L并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響，
所以，通過R的電流不變，
則電流表變化的示數(shù)即為通過L的電流I_L=0.5A，
由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A=I_L，
所以，此時燈泡兩端的電壓U_L=U_L額=6V，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，
代入①式可得：R=10Ω；
（2）幵關都閉合后，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流：
I=I_R+I_L=0.6A+0.5A=1.1A，
5min內電路消耗的總電能：
W=UIt=6V×1.1A×5×60s=1980J．
答：（1）電阻R的阻值為10Ω；
（2）幵關都閉合后，5min內電路消耗的總電能為1980J．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用，要注意通過燈泡的電流和額定電流相等時正常發(fā)光．