Question

8．一盞燈絲電阻是6Ω，正常工作時(shí)它兩端的電壓是12V，現(xiàn)要把它接在電壓為20V的電源上，仍要正常工作，
（1）則需串聯(lián)一個(gè)的電阻多少Ω？
（2）這個(gè)的電阻電功率多少瓦？
（3）燈泡額定功率為多少瓦？
（4）在1min內(nèi)電路消耗電能多少J？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值；
（2）知道電路中的電流和電阻兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出電阻的電功率；
（3）知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)W=UIt求出在1min內(nèi)電路消耗電能．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=12V，電阻R_L=6Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，串聯(lián)電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=20V-12V=8V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{6Ω}$=2A，
則串聯(lián)電阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{8V}{2A}$=4Ω；
（2）這個(gè)的電阻電功率：
P_R=U_RI=8V×2A=12W；
（3）燈泡額定功率：
P_L=U_LI=12V×2A=24W；
（4）在1min內(nèi)電路消耗電能：
W=UIt=20V×2A×60s=2400J．
答：（1）需串聯(lián)一個(gè)4Ω的電阻；
（2）這個(gè)的電阻電功率為16W；
（3）燈泡額定功率為24W；
（4）在1min內(nèi)電路消耗電能為2400J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．