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a時，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)S扳到觸點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

解：（1）當(dāng)開關(guān)S扳到觸點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．
分析：（1）當(dāng)開關(guān)S扳到觸點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．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、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．