Question

1．如圖是科技興趣小組設(shè)計(jì)的小臺(tái)燈電路圖，S為單刀雙擲開關(guān)，電源電壓為12V，且保持不變，小燈泡的額定功率是9W，電阻R的阻值為8Ω．當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．若燈絲電阻不變，求：
（1）小燈泡燈絲的阻值；
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，10min內(nèi)電路消耗的總電能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，電路為小燈泡的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓和電源的電壓相等，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡燈絲的阻值；
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，燈泡與電阻R串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出10min內(nèi)電路消耗的總電能．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，電路為小燈泡的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡燈絲的阻值：
R_L=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{9W}$=16Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S接“1”時(shí)，燈泡和電阻R串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，10min內(nèi)電路消耗的總電能：
W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+R}$t=$\frac{（12V）^{2}}{16Ω+8Ω}$×10×60s=3600J．
答：（1）小燈泡燈絲的阻值為16Ω；
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，10min內(nèi)電路消耗的總電能為3600J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式、電功公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等．