Question

如圖所示，電源電壓不變，燈泡標有“6V  6W”，R₂=4Ω．（忽略溫度對燈泡電阻的影響）
（1）當開關S₂、S₃閉合時，S₁斷開，燈泡恰好正常發光，求電源電壓及燈泡的電阻；
（2）當開關S₂閉合時，S₁、S₃斷開，求100s電流通過燈泡做的功；
（3）當S₁、S₂、S₃閉合時，電流表讀數為1.5A，求R₁消耗的電功率．

Answer 1

分析：（1）當開關S₂、S₃閉合，S₁斷開時，電路為燈泡的基本電路，根據燈泡正常發光即可求出電源電壓；利用R=

U2

P

即可求出燈泡的電阻；
（2）當開關S₂閉合，S₁、S₃斷開時，R₂和燈泡串聯，先根據歐姆定律求出電路中的電流，然后利用W=UIt求出100s電流通過燈泡做的功；
（3）當S₁、S₂、S₃閉合時，R₁、L并聯，先根據并聯電路的電流特點求出通過R₁的電流，然后利用P=UI求出R₁消耗的電功率．

解答：解：（1）當開關S₂、S₃閉合，S₁斷開時，電路為燈泡的基本電路，等效電路如下圖所示：

因為燈泡正常發光，因此電源電壓等于燈泡的額定電壓，即6V；
燈泡的電阻：R_L=

U2

P

=

(6V)2

6W

=6Ω；
（2）當開關S₂閉合時，S₁、S₃斷開時，R₂和燈泡串聯，等效電路如下：

電路中的電流：I=

U

R總

=

6V

6Ω+4Ω

=0.6A，
100s電流通過燈泡做的功：W=I²R_Lt=（0.6A）²×6Ω×100s=216J；
（3）當S₁、S₂、S₃閉合時，R₁、L并聯，等效電路如下

則通過R₁的電流：I₁=1.5A-

P

U

=1.5A-

6W

6V

=0.5A，則R₁消耗的電功率：P=UI₁=6V×0.5A=3W．
答：（1）電源電壓為6V，燈泡的電阻為6Ω；
（2）100s電流通過燈泡做的功為216J；
（3）R₁消耗的電功率為3W．

點評：本題考查了并聯電路和串聯電路的特點、歐姆定律、電功率公式的計算，關鍵是開關閉合、斷開時電路連接方式的判斷和知道額定電壓下燈泡正常發光．