Question

8．如圖16所示，電源電壓為12V，燈泡上標有“12V  12W”，ae和bf是同種型號電阻絲，每1m的電阻均為1Ω，其他導(dǎo)線的電阻不計，c、d兩點始終保持與電阻絲良好接觸．設(shè)ac與bd長度均為3m，那么，小燈泡兩端的電壓為8V，兩電阻絲在90s內(nèi)電流做功240 J．當 c、d兩點向右移動時，燈泡的亮度將變暗．（設(shè)燈泡的電阻不隨溫度而變化）

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；由題意可知，燈泡的電阻與ac、bd段電阻串聯(lián)，根據(jù)題意求出兩段電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)Q=I²Rt求出兩電阻絲在90s內(nèi)產(chǎn)生的熱；
（2）根據(jù)c，d兩點的移動可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，根據(jù)P=I2R可知燈泡實際功率的變化，進一步根據(jù)燈泡的亮暗取決于實際功率的大小判斷其亮暗．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω，
由題意可知，燈泡的電阻與ac、bd段電阻串聯(lián)，
因每1m的電阻絲均為1Ω，
所以，R_ac=R_bd=3m×1Ω/m=3Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，總阻值為R=R_L+R_ac+R_bd=12Ω+3Ω+3Ω=18Ω；
電路中的電流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{18Ω}$=$\frac{2}{3}$A，
燈泡兩端的電壓：
U_L′=IR_L=$\frac{2}{3}$A×12Ω=8V，
兩電阻絲在100s內(nèi)產(chǎn)生的熱：
Q=I²（R_ac+R_bd）t=（$\frac{2}{3}$A）²×（3Ω+3Ω）×90s=240J；
（2）當c，d兩點向右移動時，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，
因P=I²R，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，燈泡的實際功率變小，燈泡變暗．
故答案為：8；240；變暗．

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、焦耳定律的靈活應(yīng)用，能把電路看成串聯(lián)電路來處理是關(guān)鍵．