Question

1．如圖是科技興趣小組設計的小臺燈電路圖，S為單刀雙擲開關，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．當開關S接“2”時，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S接“1”時，10min內電路消耗的總電能．

Answer 1

分析 （1）當開關S接“2”時，電路為小燈泡的簡單電路，此時燈泡正常發(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S接“1”時，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內電路消耗的總電能．

解答 解：（1）當開關S接“2”時，電路為小燈泡的簡單電路，此時燈泡正常發(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）當開關S接“1”時，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S接“1”時，10min內電路消耗的總電能為3600J．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功率公式、電功公式的應用，要注意燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等．