Question

在圖所示的電路中，設電源電壓不變，燈泡L上標有“6V，3W”字樣，當K₁閉合，單刀雙擲開關K₂接a時，燈泡L正常發光；當K₁斷開，單刀雙擲開關K₂接b時，電壓表示數為3V．（設燈絲的電阻不變）

求：（1）電源電壓是多少伏？
（2）電阻R的阻值是多少歐？
（3）K₁斷開，K₂接b時，該燈泡L在1分鐘內消耗的電能為多少焦耳？

Answer 1

（1）電源電壓6V；（2）R阻值12Ω；（3）消耗電能45J

解析試題分析：燈泡L上標有“6V，3W”字樣，表示此燈泡正常發光時，兩端電壓為6V，消耗的電功率為3W．
當K₁閉合，單刀雙擲開關K₂接a時，燈泡L與定值電阻R并聯，電壓表示數U=U_L=U_R．
當K₁斷開，單刀雙擲開關K₂接b時，燈泡L與定值電阻R串聯，電壓表測定值電阻R兩端的電壓．
（1）當K₁閉合，單刀雙擲開關K₂接a時，L與R并聯
∵燈泡L正常發光
∴U=6V；
（2）當K₁斷開，單刀雙擲開關K₂接b時，L與R串聯，電壓表測量電阻R兩端的電壓；
燈L的阻值：R_L===12Ω；
燈L兩端的電壓：U_L=U﹣U_R=6V﹣3V=3V，
干路電流：I===A，
R的阻值：R===12Ω．
（3）由（2）知：I=A，U_L=3V，t=1min=60s；
∴W=U_LIt=3V×A×60s=45J．
考點：歐姆定律的應用；串聯電路和并聯電路的辨別；串聯電路的電壓規律；電阻的串聯；電功的計算；電功率與電壓、電流的關系．
點評：開關的斷開閉合、單刀雙擲開關的位置變化，都會引起電路的變化，此時首先要弄清電路的具體情況，再結合歐姆定律和串并聯電路電壓電流關系來求解．