Question

科學探究活動小組的同學們制作了一臺家庭調光燈模型．如圖所示是他們設計的電路圖．其中小燈泡L標有“6V 3W”字樣．當開關S扳到觸點a時，小燈泡正常發(fā)光；當開關S扳到觸點b時，通過小燈泡的電流為0.3A．假定燈絲電阻及電源電壓不變，
求：（1）電源電壓；
（2）小燈泡L的電阻值；
（3）R的電阻值；
（4）開關S扳到觸點b時，電阻R消耗的功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）當開關S扳到觸點a時，電路為燈泡的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光得出電源的電壓；
（2）根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈泡的電阻；
（3）當開關S扳到觸點b時，R與L串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)特點求出R的電阻值；
（4）根據(jù)P=I²R求出開關S扳到觸點b時，電阻R消耗的功率．
解答：解：（1）當開關S扳到觸點a時，電路為燈泡的簡單電路，
∵小燈泡正常發(fā)光，
∴U=U_額=6V；
（2）燈泡的電阻：
R_L===12Ω；
（3）當開關S扳到觸點b時，L與R串聯(lián)，
電路中的總電阻：
R_總===20Ω，
電阻R的阻值：
R=R_總-R_L=20Ω-12Ω=8Ω；
（4）開關S扳到觸點b時電阻R消耗的功率：
P_R=I²R=（0.3A）²×8Ω=0.72W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）小燈泡L的電阻值12Ω；
（3）R的電阻值8Ω；
（4）開關S扳到觸點b時，電阻R消耗的功率0.72W．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，關鍵是公式及其變形式的靈活運用和知道燈泡正常工作時的電壓和額定電壓相等．