Question

在西寧市中小學(xué)“科技小制作”活動中，小青同學(xué)制作了一個簡易調(diào)光臺燈，如圖是他設(shè)計的電路圖，其中小燈泡L標(biāo)有“6V　6W”字樣，當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)S扳到觸點(diǎn)b時，通過小燈泡的電流為0.3A，假如燈泡電阻和電源電壓不變，求：

（1）小燈泡的電阻及電源電壓．

（2）R的電阻值．

（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時，燈泡的實際功率是多少瓦？100s中電阻R產(chǎn)生的熱量是多少焦耳．

Answer 1

考點(diǎn)：

歐姆定律的應(yīng)用；電阻的串聯(lián)；電功率的計算；焦耳定律的計算公式及其應(yīng)用．

專題：

計算題；電路和歐姆定律；電能和電功率．

分析：

（1）當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時，電路為燈泡L的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)P=求出燈泡的電阻；

（2）當(dāng)S扳到觸點(diǎn)b時，燈泡與電阻R串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R的阻值；

（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時，根據(jù)P=I²R求出燈泡的實際功率，根據(jù)Q=I²Rt求出100s中電阻R產(chǎn)生的熱量．

解答：

解：（1）當(dāng)開關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時，電路為燈泡L的簡單電路，

∵燈泡正常發(fā)光，

∴電源的電壓U=U_L=6V，

由P=可得，燈泡的電阻：

R_L===6Ω；

（2）當(dāng)S扳到觸點(diǎn)b時，燈泡與電阻R串聯(lián)，

根據(jù)歐姆定律可得，電路中的總電阻：

R_總===20Ω，

∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

∴R=R_總﹣R_L=20Ω﹣6Ω=14Ω；

（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時，燈泡的實際功率，

P_L′=I²R_L=（0.3A）²×6Ω=0.54W，

100s中電阻R產(chǎn)生的熱量：

Q_R=I²Rt=（0.3A）²×14Ω×100s=126J．

答：（1）小燈泡的電阻為6Ω，電源的電壓為6V；

（2）R的電阻值為14Ω；

（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時，燈泡的實際功率是0.54W，100s中電阻R產(chǎn)生的熱量是126J．

點(diǎn)評：

本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．