Question

如图所示的电路中，电源电压恒为6V．
（1）当开关S₁闭合，S₂，S₃断开时，电流表示数为0.3A，求R的阻值；
（2）闭合开关S₁，S₃，断开S₂时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.9A，求通电10s灯泡消耗的电能；
（3）只闭合开关S₂，断开S₁，S₃，求小灯泡实际的电功率（假设小灯泡的电阻不变）．

Answer

（1）当开关S1闭合，S2，S3断开时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R的阻值；
（2）闭合开关S1，S3，断开S2时，灯泡与R并联，电流表测干路电流，根据并联电路各支路独立工作、互不影响可知通过R的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值，利用W=UIt求出通电10s灯泡消耗的电能；
（3）只闭合开关S2，断开S1，S3时，L与R串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=I2R求出小灯泡实际的电功率．
【解析】
（1）当开关S1闭合，S2，S3断开时，电路为R的简单电路，电流表测电路中的电流，
根据欧姆定律可得：
R===20Ω；
（2）闭合开关S1，S3，断开S2时，灯泡与R并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响，
∴此时通过R的电流0.3A不变，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴IL=I-IR=0.9A-0.3A=0.6A，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴灯泡的电阻：
RL===10Ω，
通电10s灯泡消耗的电能：
WL=UILt=6V×0.6A×10s=36J；
（3）只闭合开关S2，断开S1，S3时，L与R串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I′===0.2A，
灯泡的实际功率：
PL=（I′）2×RL=（0.2A）2×10Ω=0.4W．
答：（1）R的阻值为20Ω；
（2）闭合开关S1，S3，断开S2时，通电10s灯泡消耗的电能为36J；
（3）只闭合开关S2，断开S1，S3时，小灯泡实际的电功率为0.4W．