Question

16．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，電源電壓為9V且恒定不變．
（1）不計(jì)溫度影響，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，燈L恰能正常工作，求R₁的電阻值
（2）電阻R₂的阻值為18Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，求在10min內(nèi)電流通過(guò)燈L所做的功．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S接a時(shí)，因燈正常發(fā)光，由燈泡銘牌信息根據(jù)P=UI可求得電流；再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和歐姆定律就可以求出電阻R₁的阻值．
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算燈泡電阻，當(dāng)S接b時(shí)，電阻R₂和燈L串聯(lián)，先由歐姆定律計(jì)算電路中電流，再由W=UIt=I²Rt計(jì)算電流通過(guò)燈L所做的功．

解答 解：
（1）由電路圖知，當(dāng)S接a時(shí)，R₁與L串聯(lián)，燈L正常發(fā)光，
由P=UI可得：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由串聯(lián)電路電流處處相等可知，通過(guò)R₁的電流為0.5A，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{U-{U}_{額}}{{I}_{1}}$=$\frac{9V-6V}{0.5A}$=6Ω；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈泡電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{3W}$=12Ω，
當(dāng)S接b時(shí)，電阻R₂和燈L串聯(lián)，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)燈泡的電流：
I_L=I=$\frac{U}{{R}_{2}+{R}_{L}}$=$\frac{9V}{18Ω+12Ω}$=0.3A，
10min內(nèi)電流通過(guò)燈L所做的功：
W=UIt=I²Rt=（0.3A）²×12Ω×10×60s=648J．
答：（1）R₁的電阻值為6Ω；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，10min內(nèi)電流通過(guò)燈L所做的功為=648J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律應(yīng)用、電功的計(jì)算．要正確分析電路，知道燈泡發(fā)光時(shí)的電壓等于其額定電壓．