Question

6．如圖是某課外活動小組設(shè)計(jì)的小臺燈電路圖，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，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，若燈絲電阻不變，試求：
（1）燈絲的電阻是多少？小燈泡正常發(fā)光5min，電流通過小燈泡所做的功是多少？
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，電阻R的電流是多少？

Answer 1

分析 （1）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=$\frac{{U}^{2}}{R}$求燈絲電阻；
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）開關(guān)S接“1”時(shí)，燈和電阻R串聯(lián)，先利用歐姆定律求R的電流．

解答 解：
（1）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，
所以燈泡的額定電壓：U_額=U=12V，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得燈絲電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6W}$=24Ω；
小燈泡正常發(fā)光，5min電流通過小燈泡做的功：
W_L=P_額t=6W×5×60s=1800J；
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，燈和電阻R串聯(lián)，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得R的電流：
I_R=I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{24Ω+6Ω}$=0.4A．
答：（1）燈絲的電阻是24Ω，小燈泡正常發(fā)光電阻為24Ω，小燈泡正常發(fā)光5min，電流通過小燈泡所做的功是1800J；
（2）開關(guān)S接“1”時(shí)，電阻R的電流是0.4A．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、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．