Question

6．在中小學(xué)“科技小制作”活動中，小強(qiáng)同學(xué)制作了一個(gè)簡易調(diào)光臺燈，如圖是他設(shè)計(jì)的電路圖，其中小燈泡L標(biāo)有“8V，4W”字樣，當(dāng)開關(guān)S扳到觸電a時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)S扳到觸電b時(shí)，通過小燈泡的電流為0.4A，假如燈泡電阻和電源電壓不變，求：
（1）小燈泡的正常發(fā)光電阻．
（2）R的電阻值．
（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時(shí)，100s中電阻R產(chǎn)生的熱量．

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)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）當(dāng)開關(guān)S扳到觸電a時(shí)，電路為L的簡單電路，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；當(dāng)S扳到觸電b時(shí)，R與L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R的電阻值；
（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時(shí)，根據(jù)Q=I²Rt求出100s中電阻R產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（8V）^{2}}{4W}$=16Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S扳到觸電a時(shí)，電路為L的簡單電路，
因小燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=8V；
當(dāng)S扳到觸電b時(shí)，R與L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，R的電阻值：
R=R_總-R_L=20Ω-16Ω=4Ω；
（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時(shí)，100s中電阻R產(chǎn)生的熱量
Q_R=I²Rt=（0.4A）²×4Ω×100s=64J．
答：（1）小燈泡的正常發(fā)光電阻為16Ω；
（2）R的電阻值為4Ω；
（3）開關(guān)扳到觸點(diǎn)b時(shí)，100s中電阻R產(chǎn)生的熱量為64J．

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