Question

在图甲所示的电路中，已知电源为电压可调的直流学生电源，R₀是定值电阻，灯泡L₁的额定电压为8V，图乙是灯泡L₂的U I图象．

（1）当开关S接a时，电压表示数为1.0V，电流表示数为0.25A，求R₀的阻值；

（2）当开关S接a时，调节电源电压，使灯泡L，正常发光，此时R₀消耗的功率为1W，求灯泡L₁的额定功率；

（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L₁正常发光，1min该电路消耗电能是多少？

Answer

（1）R0的阻值为4Ω；

（2）灯泡L1的额定功率为4W；

（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是360J．

【解析】

试题分析：（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值；

（2）当开关S接a时，由灯泡正常发光可知其两端的电压和额定电压相等，根据P=I2R表示出R0的电功率即可求出电路中的电流，根据P=UI求出灯泡L1的额定功率；

（3）开关S接b时，两灯泡串联，由灯泡L1正常发光可知电路中的电流，由图乙可知L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知电源的电压，根据W=UIt可知1min该电路消耗的电能．

【解析】
（1）当开关S接a时，R0与L1串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，

由I=可得，R0的阻值：

R0===4Ω；

（2）当开关S接a时，由P=I2R可得，此时电路中的电流：

I===0.5A，

因灯泡正常发光时的电压UL1=8V，

所以，灯泡L1的额定功率：

PL1=UL1I=8V×0.5A=4W；

（3）开关S接b时，两灯泡串联，由L1正常发光可知，电路中的电流为0.5A，

由乙图知L2两端的电压为4V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电路1min时间消耗的电能：

W=UIt=（8V+4V）×0.5A×60s=360J．

答：（1）R0的阻值为4Ω；

（2）灯泡L1的额定功率为4W；

（3）开关S接b时，通过调节电源电压使灯泡L1正常发光，1min该电路消耗电能是360J．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．