Question

8．如圖所示的電路中，燈泡L的額定電壓為U=12V，額定功率為P=4W，由于給燈泡輸電的導(dǎo)線太長，造成用電器工作不正常，現(xiàn)用理想電壓表接在電路中圖示的位置．當(dāng)斷開開關(guān)S時，電壓表讀數(shù)為12V，當(dāng)閉合開關(guān)S，其示數(shù)為U₁=10.8V．（不考慮燈泡受溫度的影響），則：
（1）燈泡的電阻為多少；
（2）閉合開關(guān)后輸電線上損失功率為多少．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）當(dāng)斷開開關(guān)S時電壓表測電路的總電壓，當(dāng)閉合開關(guān)S，線路的電阻與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡L兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出輸電線分得的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI求出閉合開關(guān)后輸電線上損失功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（12V）^{2}}{4W}$=36Ω；
（2）當(dāng)斷開開關(guān)S時，電壓表測電路的總電壓，即U_總=12V；
當(dāng)閉合開關(guān)S，線路的電阻與燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡L兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，輸電線分得的電壓：
U_線=U_總-U₁=12V-10.8V=1.2V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{L}}$=$\frac{10.8V}{36Ω}$=0.3A，
則閉合開關(guān)后輸電線上損失功率：
P_線=U_線I=1.2V×0.3A=0.36W．
答：（1）燈泡的電阻36Ω；
（2）閉合開關(guān)后輸電線上損失功率為0.36W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功率公式的應(yīng)用，分清開關(guān)閉合時電路的連接方式是解題的關(guān)鍵．