Question

【題目】小明家住農(nóng)村,他家的廁所離他們住的房子有一段距離,家人上廁所前都要帶上手電筒,很不方便,若燈整夜開著又很浪費(fèi)電,他想利用所學(xué)的知識(shí)對(duì)廁所的照明電路進(jìn)行適當(dāng)改裝,將“220V 10W”的燈泡、阻值為5160Ω的電阻和開關(guān)S、S1連成如圖所示的電路，天黑后S處閉合狀態(tài),當(dāng)無人入廁時(shí),開關(guān)S1斷開,此時(shí)燈較暗,但能起到指示作用；當(dāng)有人入廁時(shí),閉合開關(guān)S1,燈泡正常發(fā)光,起到照明作用。

(1)入當(dāng)S、S1都閉恰時(shí),電阻R處于_______狀態(tài)(填“短路”、“斷路”或“通路”)；

(2)當(dāng)燈起指示作用時(shí),通過電阻R的電流是多少安_______?

(3)通過計(jì)算說明無人入廁時(shí)和有人入廁時(shí),電路消耗的功率哪個(gè)大________?

Answer 1

【答案】短路 0.02A 有人入廁時(shí)，電路消耗的功率大.

【解析】

（1）由電路圖分析當(dāng)S、S1 都閉合時(shí)R及燈泡所處的狀態(tài)，判斷此時(shí)是否有人入廁；

（2）由電路圖知道，當(dāng)燈起指示作用時(shí)，燈泡與R串聯(lián)，根據(jù)計(jì)算指示燈的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律計(jì)算通過電阻R的電流即可；

（3）當(dāng)無人入廁時(shí)，燈泡與電阻R串聯(lián)，由P=UI計(jì)算電路消耗的電功率；當(dāng)有人入廁時(shí)為燈泡的簡(jiǎn)單電路，額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，然后比較電路消耗的功率即可。

（1）由電路圖知道，當(dāng)S、S1 都閉合時(shí)，R處于短路狀態(tài)，由題意知道，此時(shí)燈泡正常發(fā)光,起到照明作用，表示有人入廁；

（2）根據(jù)題意知道，當(dāng)燈起指示作用時(shí)，開關(guān)S1斷開，燈泡與R串聯(lián)，

由知道，燈泡的電阻是：

又因?yàn)榇��?lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，且各處的電流相等，

所以，通過電阻R的電流是：；

（3）當(dāng)無人入廁時(shí)，燈泡與電阻R串聯(lián)，電路消耗的電功率是：

當(dāng)有人入廁時(shí)，為燈泡的簡(jiǎn)單電路，且額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，

所以，電路消耗的功率：

即P′＞P，所以，有人入廁時(shí)，電路消耗的功率大。