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(2014•南通)如图所示,L是标有“6V1.2W”字样的小灯泡,R是定值电阻,断开开关S2,闭合开关S1和S3,灯泡正常发光,电流表的示数为0.50A.(1)求灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能
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(1)求灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能.
(2)求定值电阻R的阻值.
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,使灯泡正常发光,求电路的总功率.
▼优质解答
答案和解析
(1)灯泡正常发光1min消耗的电能:W=PLt=1.2W×60s=72J;
(2)断开开关S2,闭合开关S1和S3时,电阻R和灯泡L并联,灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电压,即6V;
由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:IL=
=
=0.2A;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过R的电流:IR=0.5A-0.2A=0.3A;
由I=
可知,定值电阻R的阻值:R=
=
=20Ω;
(3)由P=
可得,灯泡的电阻:RL=
=
=30Ω;
断开开关S1和S3,闭合开关S2,定值电阻R和灯泡L串联,此时电路中的总电阻:R总=30Ω+20Ω=50Ω;
因为灯泡正常发光,所以电路中的电流为0.2A,则电路的总功率:P=IL2R总=(0.2A)2×50Ω=2W.
答:(1)灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能为72J.
(2)定值电阻R的阻值为20Ω.
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,使灯泡正常发光,电路的总功率为2W.
(2)断开开关S2,闭合开关S1和S3时,电阻R和灯泡L并联,灯泡正常发光,所以电源电压等于灯泡的额定电压,即6V;
由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:IL=
PL |
UL |
1.2W |
6V |
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过R的电流:IR=0.5A-0.2A=0.3A;
由I=
U |
R |
U |
IR |
6V |
0.3A |
(3)由P=
U2 |
R |
U2 |
PL |
(6V)2 |
1.2W |
断开开关S1和S3,闭合开关S2,定值电阻R和灯泡L串联,此时电路中的总电阻:R总=30Ω+20Ω=50Ω;
因为灯泡正常发光,所以电路中的电流为0.2A,则电路的总功率:P=IL2R总=(0.2A)2×50Ω=2W.
答:(1)灯泡正常发光时,1min内灯泡消耗的电能为72J.
(2)定值电阻R的阻值为20Ω.
(3)断开开关S1和S3,闭合开关S2,改变电源电压,使灯泡正常发光,电路的总功率为2W.
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