Question

5．如圖甲所示，為一只手電筒的結(jié)構(gòu)原理示意圖，圖乙為其電路圖．它有一個(gè)由兩節(jié)干電池（總電壓為3V）供電的燈泡和一個(gè)聚焦反射鏡組成，并有供手持用的手把式外殼．小燈泡電阻為10Ω．
（1）求電路接通后通過燈絲的電流；
（2）小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率是多少？其10s消耗的電能是多少？
（3）為解釋光的有關(guān)現(xiàn)象，愛因斯坦提出了光子說(shuō)，他認(rèn)為光的能量是一份一份的，每份能量叫做一個(gè)光子．若燈泡發(fā)光的每個(gè)光子的能量約為3×10^-19J，請(qǐng)你計(jì)算小燈泡在10s內(nèi)發(fā)出多少個(gè)光子．（假設(shè)電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為光能）

Answer 1

分析 （1）直接根據(jù)歐姆定律即可求出通過燈絲的電流；
（2）根據(jù)P=UI求出燈泡發(fā)光時(shí)的電功率；
根據(jù)W=Pt求出10s燈泡消耗的電能；
（3）根據(jù)10s內(nèi)燈泡消耗的電能以及每個(gè)光子的能量即可求出光子的個(gè)數(shù)．

解答 解：（1）電路接通后通過燈絲的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A；
（2）小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率：P=UI=3V×0.3A=0.9W；
小燈泡10s消耗的電能：W=Pt=0.9W×10s=9J；
（3）光子的個(gè)數(shù)：n=$\frac{W}{W′}$=$\frac{9J}{3×1{0}^{-19}J}$=3×10¹⁹個(gè)．
答：（1）電路接通后通過燈絲的電流為0.3A；
（2）小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率是0.9W；10s消耗的電能是9J；
（3）小燈泡在10s內(nèi)發(fā)出=3×10¹⁹個(gè)光子．

點(diǎn)評(píng) 本題考查歐姆定律、電功以及功率計(jì)算公式的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)題．