Question

【題目】如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻，燈L標有“16V 4W”的字樣．電源電壓保持不變．

（1）閉合開關S、S1、S2電流表的示數為0.35A此時燈L恰能正常發光，求電阻R1的大小．

（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，電壓表的示數較（1）中變化了3.2V，此時電阻R2消耗的電功率．（燈絲電阻不變）

Answer 1

【答案】（1）電阻R1的大小為160Ω；

（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，電阻R2消耗的電功率為0.64W．

【解析】試題分析：（1）閉合開關S、S1、S2時，燈泡L與電阻R1并聯，電流表測干路電流；根據燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等以及并聯電路的電壓特點可知電源的電壓，此時通過燈泡的電流和額定電流相等，根據P=UI求出其大小，利用歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據并聯電路的電流特點求出R1的電流，最后利用歐姆定律求出電阻R1的大小；

（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2時，燈L與電阻R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，根據題意得出R2兩端電壓的大小，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再根據P=UI求出電阻R2消耗的電功率．

解：（1）閉合開關S、S1、S2時，L與R1并聯，R2被短路；

∵燈L正常發光，且并聯電路各支路兩端的電壓相等，

∴電源電壓U=16V，

根據P=UI可得：

此時通過燈泡的電流IL===0.25A，

根據歐姆定律可得：

燈泡的電阻RL===64Ω，

∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

∴通過R1的電流I1=I﹣IL=0.35A﹣0.25A=0.1A

電阻R1===160Ω；

（2）S閉合，斷開S1、S2時，燈L與電阻R2串聯，

∵（1）時電壓表被短路，（2）時電壓表測R2兩端的電壓，且電壓表示數較（1）變化了3.2V，

∴R2兩端的電壓U2=3.2V，

∵串聯電路的總電壓等于各分電壓之和，

∴燈L兩端的電壓UL′=U﹣U2=16V﹣3.2V=12.8V，

∵串聯電路各處的電流相等，

∴電路中的電流I′=IL′===0.2A，

電阻R2消耗的電功率P2=U2I=3.2V×0.2A=0.64W．

答：（1）電阻R1的大小為160Ω；

（2）閉合開關S、斷開開關S1、S2，電阻R2消耗的電功率為0.64W．