P．求：（1）电阻R1与R2的比值；（2）电源电压U；（3）当开关S闭合时，电阻R2在1min内消耗的电能W．（请画出相关电路状态的等效电路图）

Question

P．求：
（1）电阻R₁与R₂的比值；
（2）电源电压U；
（3）当开关S闭合时，电阻R₂在1min内消耗的电能W．（请画出相关电路状态的等效电路图）

Answer 1

，
∴==，
∴R_L=6R₁-7R₂ ①，
∵灯L正常发光，
∴I=I_L===0.5A，
∵I=，
∴灯泡电阻R_L===8Ω，
△P=P=P′-P，
==，
==，
4R₁+4R₂=5R_L ②，
将①式代入②式得：3R₂=2R₁，
=；
（2）∵R_L=6R₁-7R₂=9R₂-7R₂=2R₂，
R₂===4Ω，R₁=R₂=×4Ω=6Ω，
∵I=，
∴电源电压U=I（R₁+R₂+R_L）=0.5 A×（6Ω+4Ω+8Ω）=9V；
（3）∵I′=I=×0.5A=0.9A，
∴W₂=I'²R₂t=（0.9A）²×4Ω×60s=194.4 J；
答：（1）电阻R₁与R₂的比值为3：2；
（2）电源电压U是9V；
（3）当开关S闭合时，电阻R₂在1min内消耗的电能为194.4J．