解题思路:先画出四种情况的等效电路图:
(1)由图乙可知此时电压表测电源的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出图丁中电压表的示数和电源电压并结合U1:U2=4:1得出两电阻和灯泡电阻之间的关系,根据P=I2R结合图丙和图丁中电阻R2消耗的电功率得出两电路的电流关系,再根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出两电阻与灯泡电阻之间的关系,联立两个等式即可得出两电阻之间的关系,根据欧姆定律表示出图乙中的电流,再根据P=
U
2
R
表示出图丙中R2消耗的电功率即可求出电源的电压,进一步求出两电阻的阻值和灯泡的电阻;
(2)图甲中,根据并联电路各支路两端的电压相等和灯泡正常发光时的电压与额定电压相等可知灯泡的额定电压,利用P=
U
2
R
求出灯泡的额定功率.
开关S1、S2都闭合时,等效电路图如图甲所示;
只闭合开关S1时,等效电路图如图乙所示;
只闭合开关S2时,等效电路图如图丙所示;
当两个开关都断开时,等效电路图如图丁所示.
(1)由图乙可知,电压表测电源的电压即U1=U,
图丁中,U1:U2=4:1,即U:U2=4:1,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
U2
U=
I3R1
I3(R1+R2+RL)=
R1
R1+R2+RL=[1/4],
解得:3R1=R2+RL-----------①
图丙和图丁中:
∵P=I2R,
∴
P2
P′2=
I22R2
I32R2=(
I2
I3)2=[7.2W/1.8W]=[4/1],
解得:
I2
I3=[2/1],
∵电源的电压不变,
∴根据串联电路的特点可得:
U=I2R2=2I3R2=I3(R1+R2+RL),
解得:R2=R1+RL-------------②
联立①②可得:
R2=2R1,R1=RL,
图乙中,I1=
U
R1=1.2A,
图丙中,P2=
U2
R2=
U2
2R1=
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;并联电路的电压规律;电阻的串联;电功率的计算;额定功率.
考点点评: 本题考查了并联电路的电压特点和串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是画出四中情况的等效电路图,难点是根据电压表的示数关系和R2消耗的电功率以及电源的电压不变得出他们电阻之间的关系.