【分析】
1. 第(1)问:已知灯泡额定电压和额定功率,根据电功率公式$P=UI$的变形公式$I=\frac{P}{U}$,可直接求出灯泡正常发光时的电流。
2. 第(2)问:
先根据开关状态分析电路:当$S_1$、$S_2$均闭合时,$R$被短路,灯泡正常发光,故电源电压等于灯泡额定电压;
利用欧姆定律先计算灯泡的电阻;当$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R$与灯泡串联,已知此时电流,根据欧姆定律求出总电阻,再结合串联电路电阻的特点求出$R$的阻值;
最后利用$P=I^2R$计算灯泡的实际功率。
【解析】
(1) 已知灯泡的额定功率$P_{\mathrm{额}}=9\ \mathrm{W}$,额定电压$U_{\mathrm{额}}=6\ \mathrm{V}$,根据$P=UI$,可得灯泡正常发光时的电流:
$I_{\mathrm{额}}=\frac{P_{\mathrm{额}}}{U_{\mathrm{额}}}=\frac{9\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=1.5\ \mathrm{A}$
(2) ① 当开关$S_1$、$S_2$均闭合时,电阻$R$被短路,电路为灯泡的简单电路,灯泡正常发光,因此电源电压$U=U_{\mathrm{额}}=6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得灯泡的电阻:
$R_{\mathrm{L}}=\frac{U_{\mathrm{额}}}{I_{\mathrm{额}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$
② 当开关$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R$与灯泡串联,此时电流表示数$I=0.5\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得电路的总电阻:
$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$
根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,可得电阻$R$的阻值:
$R=R_{\mathrm{总}}-R_{\mathrm{L}}=12\ \Omega-4\ \Omega=8\ \Omega$
③ 灯泡的实际功率:
$P_{\mathrm{实}}=I^2R_{\mathrm{L}}=(0.5\ \mathrm{A})^2×4\ \Omega=1\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) 灯泡正常发光时的电流为$\boldsymbol{1.5\ \mathrm{A}}$;
(2) 电阻$R$的阻值为$\boldsymbol{8\ \Omega}$,灯泡的实际功率为$\boldsymbol{1\ \mathrm{W}}$。
【知识点】
电功率计算、欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路特点、欧姆定律和电功率公式的综合应用,关键是准确判断开关不同状态下的电路连接方式,利用灯泡额定参数求出灯丝电阻是解题的关键。
【难度系数】
0.7