Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，R是定值電阻，電燈L標有“6V3W”的字樣．當只閉合S時，電流表的示數為0.6A．再閉合S1時，電流表的示數變化了0.5A．求：
①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

【答案】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= 可得，電源的電壓：
U=IRR=0.6A×R﹣﹣﹣﹣①
再閉合S1時，R與L并聯，電流表測干路電流，
因并聯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即為通過L的電流IL=0.5A，
由P=UI可得，燈泡的額定電流：
IL額= = =0.5A=IL ，
所以，此時燈泡兩端的電壓UL=UL額=6V，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，電源的電壓U=UL=6V，
代入①式可得：R=10Ω；
②幵關都閉合后，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流：
I=IR+IL=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．
【解析】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，根據歐姆定律表示出電源的電壓；再閉合S1時，R與L并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路中各支路獨立工作、互不影響可知通過R的電流不變，電流表變化的示數即為通過L的電流，根據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光，根據并聯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，根據并聯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．本題考查了并聯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光．
【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應用和電功的計算，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此題．