15. 我们知道小灯泡的电阻会随着小灯泡两端电压的变化而不同，如图甲所示是通过小灯泡 L 和电阻 R 的电流随它们两端电压变化的图像，将它们按如图乙所示接入电路中，闭合开关 S 时，小灯泡的实际功率为 P₁ =1 W。求：

（1）电源电压 U。
（2）再闭合开关 S₁ 后电流表的读数 I₂。
（3）再闭合开关 S₁ 后电路消耗的总功率 P。

（1）当闭合开关S时，电路为小灯泡L的简单电路，其实际功率$P_1 = 1\ \mathrm{W}$。由图甲可知，小灯泡L的$U - I$图像中，当$U = 2\ \mathrm{V}$、$I = 0.5\ \mathrm{A}$时，$P = UI = 2\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{W}$，故电源电压$U = 2\ \mathrm{V}$。
（2）闭合开关$S_1$后，L与R并联，电流表测干路电流。并联电路各支路电压等于电源电压$2\ \mathrm{V}$。由图甲，L两端电压为$2\ \mathrm{V}$时，通过L的电流$I_L = 0.5\ \mathrm{A}$；R为定值电阻，其$U - I$图像为过原点的直线，当$U = 2\ \mathrm{V}$时，通过R的电流$I_R = 0.2\ \mathrm{A}$。干路电流$I_2 = I_L + I_R = 0.5\ \mathrm{A} + 0.2\ \mathrm{A} = 0.7\ \mathrm{A}$。
（3）电路总功率$P = UI_2 = 2\ \mathrm{V} × 0.7\ \mathrm{A} = 1.4\ \mathrm{W}$。
（1）$2\ \mathrm{V}$
（2）$0.7\ \mathrm{A}$
（3）$1.4\ \mathrm{W}$

16. 如图所示电路中，R₁ =2 Ω，R₂ =3 Ω。当开关 S₁ 闭合，S₂、S₃ 断开时，电流表的示数为 0.6 A；当开关 S₁、S₂、S₃ 都闭合时，电流表示数为 1.5 A，且灯泡正常发光。设电源电压不变，求：

（1）电源电压。
（2）灯泡的额定功率。

(1)当开关$S_1$闭合，$S_2$、$S_3$断开时，$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
电源的电压：
$U = I(R_1 + R_2) = 0.6A×(2\Omega + 3\Omega ) = 3V$；
(2)当开关$S_1$、$S_2$、$S_3$都闭合时，$R_2$与灯泡$L$并联，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，所以，灯泡的额定电压$U_L = U = 3V$，
通过$R_2$电流：
$I_2=\frac{U}{R_2} =\frac{3V}{3\Omega}= 1A$，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡的电流：
$I_L = I - I_2 = 1.5A - 1A = 0.5A$，
则灯泡的额定功率：
$P_L = U_LI_L = 3V × 0.5A = 1.5W$。

17. 为延长蔬果保鲜时间，某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示，控制电路中电源电压恒为 3 V，R₁ 为热敏电阻，R₂ 阻值为 10 Ω，电磁铁线圈阻值忽略不计。R₁ 的阻值随温度的变化关系图像如图乙所示。当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到 0.1 A，衔铁被吸下，制冷器启动工作；当温度降低到设定值后。工作电路断开，制冷器停止工作，如此进行间歇性循环工作。图丙为工作电路某 1 h 内制冷器功率与时间的关系图像。

（1）通过计算并结合图乙确定该制冷器启动工作的温度。
（2）在图丙所示的 1 h 内工作电路中制冷器消耗的总电能是多少？

（1）$ 7^{\circ}C $；（2）$ 4.32×10^{6}J $

（1）控制电路总电阻：$ R_{总}=\frac{U}{I}=\frac{3V}{0.1A}=30\Omega $
热敏电阻$ R_{1}=R_{总}-R_{2}=30\Omega -10\Omega =20\Omega $
由图乙知，$ R_{1}=20\Omega $时对应温度为$ 7^{\circ}C $
（2）由图丙知，1小时内制冷器工作时间：$ t=3×10min=30min=1800s $
消耗电能：$ W=Pt=2400W×1800s=4.32×10^{6}J $