Question

在西寧市中小學“科技小制作”活動中，小青同學制作了一個簡易調光臺燈，如圖是他設計的電路圖，其中小燈泡L標有“6V　6W”字樣，當開關S扳到觸點a時，小燈泡正常發光；當S扳到觸點b時，通過小燈泡的電流為0.3A，假如燈泡電阻和電源電壓不變，求：

（1）小燈泡的電阻及電源電壓．
（2）R的電阻值．
（3）開關扳到觸點b時，燈泡的實際功率是多少瓦？100s中電阻R產生的熱量是多少焦耳．

Answer 1

（1）小燈泡的電阻為6Ω，電源的電壓為6V；
（2）R的電阻值為14Ω；
（3）開關扳到觸點b時，燈泡的實際功率是0.54W，100s中電阻R產生的熱量是126J

解析試題分析：（1）當開關S扳到觸點a時，電路為燈泡L的簡單電路，根據額定電壓下燈泡正常發光可知電源的電壓，根據P=求出燈泡的電阻；
（2）當S扳到觸點b時，燈泡與電阻R串聯，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出R的阻值；
（3）開關扳到觸點b時，根據P=I²R求出燈泡的實際功率，根據Q=I²Rt求出100s中電阻R產生的熱量．
（1）當開關S扳到觸點a時，電路為燈泡L的簡單電路，
∵燈泡正常發光，
∴電源的電壓U=U_L=6V，
由P=可得，燈泡的電阻：
R_L===6Ω；
（2）當S扳到觸點b時，燈泡與電阻R串聯，
根據歐姆定律可得，電路中的總電阻：
R_總===20Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴R=R_總﹣R_L=20Ω﹣6Ω=14Ω；
（3）開關扳到觸點b時，燈泡的實際功率，
P_L′=I²R_L=（0.3A）²×6Ω=0.54W，
100s中電阻R產生的熱量：
Q_R=I²Rt=（0.3A）²×14Ω×100s=126J．
考點：歐姆定律的應用；電阻的串聯；電功率的計算；焦耳定律的計算公式及其應用
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的應用，關鍵是知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等