Question

【題目】小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的可使小燈泡閃爍的電路，開關(guān)閉合后，由于電磁鐵的通斷電，小燈泡會(huì)亮、暗（微弱發(fā)光）閃爍發(fā)光．小燈泡兩端實(shí)際電壓變化規(guī)律如圖乙所示，已知當(dāng)小燈泡微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux ， 消耗的實(shí)際功率為額定功率的 ．電路中電源電壓恒為6V，小燈泡的規(guī)格為“6V 3W”（小燈泡的電阻不變），R0為定值電阻，電磁鐵線圈及導(dǎo)電銜鐵的阻值忽略不計(jì)．求：
（1）小燈泡的電阻；
（2）小燈泡閃爍15s，通過小燈泡電流做的功；
（3）定值電阻R0的阻值．

Answer 1

【答案】
（1）解：已知燈泡的額定電壓和額定功率，由P= 可得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：

RL= = =12

（2）解：由題知，小燈泡微弱發(fā)光時(shí)，其兩端實(shí)際電壓為Ux，消耗的實(shí)際功率為額定功率的 ．

所以小燈泡微弱發(fā)光時(shí)的實(shí)際功率：

P實(shí)= P額= ×3W=0.75W，

由圖乙可知，交替工作的周期為1.5s，一個(gè)周期內(nèi)微弱發(fā)光時(shí)間為0.5s，

則小燈泡閃爍交替工作15s內(nèi)，正常發(fā)光的時(shí)間：t1= ×1s=10s，微弱發(fā)光的時(shí)間：t2=t﹣t1=15s﹣10s=5s，

由P= 可得，正常發(fā)光電流做的功：

W1=P額t1=3W×10s=30J，

微弱發(fā)光時(shí)電流做的功：

W2=P實(shí)t2=0.75W×5s=3.75J，

15s電流做的功：

W=W1+W2=30J+3.75J=33.75J

（3）解：由圖甲知，AB觸點(diǎn)接觸時(shí)，只有L連入電路中，燈泡正常發(fā)光；AB觸點(diǎn)分離時(shí)，L與R0串聯(lián)，此時(shí)燈泡發(fā)光微弱，

燈泡微弱發(fā)光時(shí)兩端的實(shí)際電壓：

Ux= = =3V，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以R0兩端的電壓：

U0=U﹣Ux=6V﹣3V=3V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電路中的電流：

I= = ，即 = ，

解得：R0=12Ω

【解析】（1）由P= 計(jì)算小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）根據(jù)題意求出小燈泡微弱發(fā)光時(shí)的實(shí)際功率，由圖乙可知，交替工作的周期和一個(gè)周期內(nèi)正常發(fā)光時(shí)間，據(jù)此指示燈閃爍交替工作15s內(nèi)正常發(fā)光的時(shí)間，進(jìn)一步求出微弱發(fā)光的時(shí)間，根據(jù)P= 求出正常發(fā)光電流做的功和微弱發(fā)光時(shí)電流做的功，從而計(jì)算出電流通過小燈泡做的功；（3）根據(jù)P= 求出燈泡兩端的實(shí)際電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R0兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出R0的阻值．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對(duì)電功的計(jì)算的理解，了解電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．