Question

【题目】如图所示，已知电源电压保持6V不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”；当S1、S2都断开时，电流表示数为0.2A．求：
（1）小灯泡L和定值电阻R2的阻值分别是多大？
（2）S1、S2都闭合时，电流表的示数是多少A？
（3）当开关S1、S2处于什么状态时该电路消耗的电功率最大？最大电功率是多少W？

Answer 1

【答案】
（1）

解:由P= 可得，灯泡的电阻： RL= = =12Ω；

当S1、S2都断开时，L与R2串联，电流表测电路中的电流，

由I= 可得，电路中的总电阻：R= = =30Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，定值电阻R2的阻值：

R2=R﹣RL=30Ω﹣12Ω=18Ω；

答：小灯泡L的阻值为12Ω，定值电阻R2的阻值是18Ω；

（2）

解:当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，电路中的总电阻：

R′= = = Ω，

干路电流表的示数：

I′= = =1.1A；

答：S1、S2都闭合时，电流表的示数是1.1A；

（3）

解:当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电路中的总电阻最小，电路消耗的总功率最大，

最大值P=UI′=6V×1.1A=6.6W．

答：当S1、S2都闭合时，电路消耗的电功率最大，最大为6.6W．

【解析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P= 求出灯泡的电阻；当S1、S2都断开时，L与R2串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出定值电阻R2的阻值；（2）当S1、S2都闭合时，L与R1并联，电流表测干路电流，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出干路电流；（3）S1、S2都闭合时，L与R1并联，电路中的总电阻最小，根据P= 可知，电路消耗的总功率最大，根据P=UI求出最大值．
【考点精析】利用电功计算公式的应用对题目进行判断即可得到答案，需要熟知利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路； ②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量．计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=U2 /R*t．