Question

如图所示电路中，电源电压恒定不变，R为定值电阻，小灯泡L上标有“6V  3w”字样（不考虑小灯泡阻值的变化）．

（1）当S₁、S₃闭合，S₂断开时，小灯泡L正常发光，电流表示数为0.6A，求电源电压和电阻R的阻值；

（2）当S₂闭合，S₁、S₃断开时．求小灯泡L工作1min所消耗的电能．

Answer

（1）电源电压为6V，定值电阻的阻值为60Ω；（2）小灯泡L工作1min所消耗的电能为5J．

【解析】试题分析：（1）当S1、S3闭合，S2断开时，灯泡和定值电阻并联，已知灯泡额定电压和发光状态，可以得到电源电压；已知灯泡额定电压和额定功率，可以得到灯泡正常发光电流；已知干路电流和灯泡通过的电流，可以得到通过定值电阻R的电流；已知定值电阻两端电压和通过的电流，利用公式R=得到定值电阻阻值；

（2）当S2闭合，S1、S3断开时，灯泡和定值电阻串联，已知灯泡额定电压和额定功率，可以得到灯泡电阻；已知灯泡和定值电阻阻值，可以得到串联电路总电阻；已知电源电压和电路总电阻，可以得到串联电路电流；已知灯泡电阻、工作时间和通过的电流，利用公式W=I2Rt得到灯泡消耗的电能．

【解析】
（1）当S1、S3闭合，S2断开时，灯泡和定值电阻并联，

已知灯泡正常发光，所以电源电压为U=U额=6V；

由P=UI可知，灯泡正常发光的电流为：I额===0.5A，

通过定值电阻的电流为I=I总﹣I额=0.6A﹣0.5A=0.1A；

由I=可知，定值电阻的阻值为：R===60Ω；

（2）当S2闭合，S1、S3断开时，灯泡和定值电阻串联，

由P=可知，灯泡电阻为R额===12Ω，

串联电路总电阻为R串=R+R额=60Ω+12Ω=72Ω，

串联电路电流为I串===A，

小灯泡L工作1min所消耗的电能为：

W=I串2R额t=（A）2×12Ω×60s=5J．

答：（1）电源电压为6V，定值电阻的阻值为60Ω；

（2）小灯泡L工作1min所消耗的电能为5J．