Question

9．把一個規(guī)格為“6V　3W”的燈泡與一個定值電阻串聯(lián)在電源電壓為9V電路中，燈泡恰好正常發(fā)光．求：
（1）正常發(fā)光時，燈泡的電阻是多少Ω？定值電阻阻值為多大？
（2）整個電路的電功率是多少？
（3）1min內該定值電阻產生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，利用歐姆定律求出燈泡的電阻；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出定值電阻兩端的電壓，利用歐姆定律求出R的阻值；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出整個電路的電功率
（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出定值電阻R產生的熱量．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V，功率為3W，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，
根據(jù)P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
定值電阻R兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
定值電阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（2）燈泡與一個定值電阻串聯(lián)在電源電壓為9V電路中，總電阻R_總=R+R_L=6Ω+12Ω=18Ω，
整個電路的電功率P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{{（9V）}^{2}}{18Ω}$=4.5W；
（3）并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
通電1min，定值電阻R產生的熱量：
Q_R=W_R=$\frac{{（{U}_{R}^{′}）}^{2}}{R}$t=$\frac{{（3V）}^{2}}{6Ω}$×60s=90J．
答：（1）正常發(fā)光時，燈泡的電阻12Ω；定值電阻阻值6Ω；
（2）整個電路的電功率是4.5W；
（3）1min內該定值電阻產生的熱量是90J．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的靈活應用，關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．