如图所示,R1=30Ω,R2=80Ω,电源电压保持不变,假设灯丝电阻不变.(1)当K、K1、K2都闭合时,电流表A1示数是0.4A,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压、小灯泡的额定电压和A2示数各是多少?(2)当K闭合,K1、K2都断开时,电流表A2的示数是0.1A,求小灯泡的实际功率是多少?(3)小灯泡的额定功率是多少?

问题描述:

如图所示,R1=30Ω,R2=80Ω,电源电压保持不变,假设灯丝电阻不变.

(1)当K、K1、K2都闭合时,电流表A1示数是0.4A,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压、小灯泡的额定电压和A2示数各是多少?
(2)当K闭合,K1、K2都断开时,电流表A2的示数是0.1A,求小灯泡的实际功率是多少?
(3)小灯泡的额定功率是多少?

(1)当K、K1、K2都闭合时,等效电路图如图所示:

∵R2和电流表被短路,
∴A2的示数为0;
∵并联电路各支路两端的电压相等,
∴U=UL=U1=I1R1=30Ω×0.4A=12V.
(2)当K闭合,K1、K2都断开时,等效电路图如图所示:

灯泡L两端的电压UL′=U-U2=U-I2R2=12V-0.1A×80Ω=4V,
∴灯泡的实际功率PL′=UL′I2=4V×0.1A=0.4W.
(3)灯泡的电阻RL=

U
L
I2
=
4V
0.1A
=40Ω,
额定功率PL=
U
2
L
R2
=
(12V)2
40Ω
=3.6W.
答:(1)当K、K1、K2都闭合时,电源电压为12V,小灯泡的额定电压为12V,A2示数为0;
(2)当K闭合,K1、K2都断开时,小灯泡的实际功率为0.4W;
(3)小灯泡的额定功率为3.6W.
答案解析:(1)当K、K1、K2都闭合时,灯泡L与R1并联,R2和电流表被短路,A1测R1支路的电流,小灯泡L恰好正常发光;根据欧姆定律求出电源的电压,根据并联电路的电压特点可知灯泡两端的电压.
(2)当K闭合,K1、K2都断开时,灯泡L与R2串联,A2测电路中的电流;根据欧姆定律求出R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡L两端的电压,利用P=UI求出小灯泡的实际功率.
(3)先根据欧姆定律求出灯泡的电阻,再根据P=
U2
R
求出灯泡的额定功率.
考试点:电功率的计算;欧姆定律的应用.

知识点:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率的灵活应用,关键是知道灯泡正常工作时的电压和额定电压相等和开关闭合、断开时电路串并联的辨别.