Question

圖甲所示電路中，電源兩端電壓保持不變。圖乙是通過小燈泡L的電流隨其兩端電壓變化的曲線。只閉合開關(guān)S時(shí)，電流表的示數(shù)為I₁，定值電阻R₁消耗的電功率為P₁；只閉合開關(guān)S、S₁時(shí)，電流表的示數(shù)I₂為0.4A；只閉合開關(guān)S、S₂時(shí)，電流表的示數(shù)為I₃；所有開關(guān)都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，定值電阻R₁和R₂消耗的總功率為P。已知I₁:I₃=1:3，P₁:P=1:15。求：

（1）定值電阻R₁與R₂的阻值之比；

（2）電流表的示數(shù)I₁；

（3）小燈泡L的額定功率P_L。

 

Answer 1

【答案】

（1）2:3（2）0.2A（3）3W

【解析】

試題分析：解：只閉合開關(guān)S時(shí)，等效電路圖如圖答6所示；只閉合開關(guān)S、S₁時(shí)，等效電路圖如圖答7所示；只閉合開關(guān)S、S₂時(shí)，等效電路圖如圖答8所示；所有開關(guān)都閉合時(shí)，等效電路圖如圖答9所示；

（1）                                               

因?yàn)椋?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/2013050610314597487078/SYS201305061032433967443687_DA.files/image004.png">，   所以：                      ①          

（2）因?yàn)殡娫措妷篣保持不變，則：

因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/2013050610314597487078/SYS201305061032433967443687_DA.files/image008.png">，所以                                ②

由①②聯(lián)立得：R₁: R₂:R_L=2:3:1                                                

                                        

（3）由題中圖乙可知，I₁=0.2A時(shí)，小燈泡L兩端的電壓U_L=1V，此時(shí)燈泡的電阻：

                                                                 

因?yàn)镽₁: R₂:R_L=2:3:1，所以R₁=10Ω、R₂=15Ω

電源電壓U=I₁（R₁+R_L+R₂）=0.2A×（10Ω+5Ω+15Ω）=6V        

因?yàn)樗�有開關(guān)都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)小燈泡L兩端電壓等于電源電壓。

由題中圖乙可知，小燈泡L兩端的電壓U=6V時(shí)，通過小燈泡L的電流I=0.5A，則小燈泡L的額定功率P_L=UI=6V×0.5A=3W            

考點(diǎn)：此題考查的是電功率的綜合計(jì)算。

點(diǎn)評：在此題中注意，先畫出電路在不同狀態(tài)時(shí)的電路圖，利用歐姆定律和電功率的知識(shí)解決問題。