Question

如图所示，定值电阻R₂的阻值为12Ω，小灯泡L标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），电源电压不变。当开关S、S₁、S₂都闭合时，小灯泡L恰好正常发光，此时电流表的示数为0.6A．求：

（1）电源电压；

（2）定值电阻R₁的阻值；

（3）当开关S闭合，开关S₁、S₂断开时，通电10s小灯泡L消耗的电能。

Answer

(1)6V；(2)60Ω；(3)7.5J。

【解析】

(1)当开关S1、S2、S3均闭合时，R2被短路，灯L与R1并联，电流表测干路电流，因为灯L正常发光，所以由并列电路的电压特点可得，电源电压：

U＝U1＝UL＝6V；

(2)小灯泡正常发光时的电流：

IL＝＝0.5A，

由并列电路的电流特点可得，通过R1的电流：

I1＝I﹣IL＝0.6A﹣0.5A＝0.1A，

R1的阻值：

R1＝＝60Ω；

(3)当开关S闭合，S1和S2断开时，灯L与R2串联，小灯泡的电阻：

RL＝＝12Ω，

此时电路的总电阻：

R总＝RL+R2＝12Ω+12Ω＝24Ω，

电路中的电流：

I串＝＝0.25A，

通电10s小灯泡L消耗的电能：

W＝I串2RLt＝(0.25A)2×12Ω×10s＝7.5J。

答：(1)电源电压为6V；

(2)定值电阻R1的阻值为60Ω；

(3)当S1闭合S2、S3断开时，通电10s小灯泡消耗的电能是7.5J。