Question

4．把4Ω的電阻跟標有”12V  9W“字樣的小燈泡L串聯(lián)起來，接在電壓是12V的電源上，閉合開關(guān)S，如圖所示，根據(jù)題目中所給條件和所學電學知識算出你所能求得的物理量（算出3個物理量即可，不考慮溫度對燈泡電阻的影響）．

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定功率和額定電壓，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$可求燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律可求燈泡的電阻；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)求出電路中的總電阻，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡和電阻兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出電路中的總功率和燈泡、電阻的電功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，小燈泡正常工作時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{9W}{12V}$=0.75A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{0.75A}$=16Ω；
（2）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，燈泡與電阻串聯(lián)時的總電阻：R_總=R_L+R=16Ω+4Ω=20Ω；
電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{12V}{20Ω}$=0.6A；
電路的總功率：P_總=U_總I=12V×0.6A=7.2W；
電阻兩端的電壓：U_R=IR=0.6A×4Ω=2.4V；
燈泡兩端的實際電壓：U_L′=IR_L=0.6A×16Ω=9.6V；
電阻的電功率：P_R=U_RI=2.4V×0.6A=1.44W；
燈泡的實際功率：P_L′=U_L′I=9.6V×0.6A=5.76W．
答：（以下答案中任意3個均可）小燈泡正常工作時的電流為0.75A，燈泡的電阻為16Ω，燈泡與電阻串聯(lián)時的總電阻為20Ω，電路中的電流為0.6A，電路總功率為7.2W，電阻兩端電壓為2.4V，燈泡兩端實際電壓為9.6V，電阻的電功率為1.44W，燈泡的實際功率為5.76W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，是一道開放性的題目，要注意知識的靈活應(yīng)用．