Question

2．如圖所示是某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的小臺燈的電路圖．S為單刀雙擲開關(guān)，電源電壓為12V，且保持不變，小燈泡的額定功率是6W，燈絲電阻不變，電阻R的阻值為6Ω．當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．
（1）小燈泡正常發(fā)光5min，電流通過小燈泡做的功是多少？
（2）小燈泡的額定電流是多少？燈絲的電阻是多少？
（3）開關(guān)S接“1”時(shí)，電阻R的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）小燈泡正常發(fā)光，實(shí)際功率等于額定功率，利用W=Pt求5min電流通過小燈泡做的功；
（2）當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，小燈泡直接接在電源上，小燈泡恰好正常發(fā)光，實(shí)際電壓等于額定電壓，實(shí)際功率等于額定功率，利用P=UI求小燈泡的額定電流，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求燈絲電阻；
（3）開關(guān)S接“1”時(shí)，燈和電阻R串聯(lián)，先利用歐姆定律求電路中電流，再利用P=I²R求電阻R的功率

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光5 min，電流通過小燈泡做的功W=Pt=6W×5×60s=1800J；
（2）開關(guān)接“2”時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，小燈泡的額定電壓是U=12 V，
小燈泡的額定電流${I_額}=\frac{P_額}{U_額}=\frac{6W}{12V}=0.5A$，
燈絲的電阻${R_燈}=\frac{U}{I}=\frac{12V}{0.5A}=24$Ω；
（3）開關(guān)S接“1”時(shí)，電路總電阻R_總=R_燈+R=24Ω+6Ω=30Ω，
電路中的電流 $I=\frac{U}{R_總}=\frac{12V}{30Ω}=0.4A$，
電阻R的功率P_R=I²R=（0.4 A）²×6Ω=0.96 W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光5min，電流通過小燈泡做的功是1800J；
（2）小燈泡的額定電流是0.5A；燈絲的電阻是24Ω；
（3）開關(guān)S接“1”時(shí)，電阻R的功率是0.96W．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，分析電路圖得出開關(guān)S接“1”、“2”時(shí)的電路組成及連接方式是關(guān)鍵．