Question

12．如圖所示的電路中，電源電壓保持10V不變，R為定值電阻，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，標(biāo)有“8V  4W”的小燈泡L恰好正常發(fā)光；則R阻值為4Ω，通電10s電阻R產(chǎn)生10 J的熱量．若保持電阻R不變，將L換成另一只標(biāo)有“8V  8W”的小燈泡，閉合開關(guān)后，小燈泡工作時(shí)消耗的實(shí)際功率小于（選填“大于”或“等于”或“小于”）8W．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，可以根據(jù)“8V　4W”求出燈的電阻和通過燈的電流，也就是電路中的電流；再根據(jù)串聯(lián)分壓，求出R兩端的電壓，就可以求出R的阻值和10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量．
（2）燈泡的實(shí)際功率是由燈泡兩端的實(shí)際電壓決定的，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知兩燈泡電阻的大��；根據(jù)電阻的串聯(lián)可知電路中總電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流和電阻兩端的電壓變化，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得出此時(shí)燈泡兩端的電壓變化，最后根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷燈泡實(shí)際功率的變化，進(jìn)而得出答案．

解答 解：（1）因?yàn)闊粽�常發(fā)光，根據(jù)“8V 4W”由于P=UI得：
通過燈的電流為：I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{4W}{8V}$=0.5A．
因?yàn)闊襞c電阻R串聯(lián)，則R兩端的電壓為：U_R=U-U_額=10V-8V=2V，
由I=$\frac{U}{R}$得：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
R上產(chǎn)生的熱量為：Q=W=U_RIt=2V×0.5A×10s=10J．
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可知，當(dāng)電壓相同時(shí)，電功率越大，電阻越��；
所以“8V 8W”的燈泡電阻比“8V 4W”燈泡電阻小；
由于串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，則將L換成另一只標(biāo)有“8V  8W”的小燈泡后，電路中的總電阻變小，
根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，電阻R兩端的電壓變大，
由于串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，且電源的電壓不變，
所以，此時(shí)燈泡兩端的電壓變小，小于8V，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時(shí)燈泡的電功率變小，小于8W．
故答案是：4；10；小于．

點(diǎn)評 本題考查電功率的計(jì)算，串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，歐姆定律的應(yīng)用，會(huì)根據(jù)電燈銘牌上的參數(shù)計(jì)算有關(guān)的物理量．解決本題的關(guān)鍵是判斷定值電阻的電壓變化．