Question

科學(xué)探究活動(dòng)小組的同學(xué)們制作了一臺(tái)家庭調(diào)光燈模型．如圖所示是他們?cè)O(shè)計(jì)的電路圖．其中小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣．當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流為0.3A．假定燈絲電阻及電源電壓不變，
求：（1）電源電壓；
（2）小燈泡L的電阻值；
（3）R的電阻值；
（4）開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，電阻R消耗的功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光得出電源的電壓；
（2）根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈泡的電阻；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，R與L串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)求出R的電阻值；
（4）根據(jù)P=I²R求出開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，電阻R消耗的功率．
解答：解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)a時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，
∵小燈泡正常發(fā)光，
∴U=U_額=6V；
（2）燈泡的電阻：
R_L===12Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，L與R串聯(lián)，
電路中的總電阻：
R_總===20Ω，
電阻R的阻值：
R=R_總-R_L=20Ω-12Ω=8Ω；
（4）開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)電阻R消耗的功率：
P_R=I²R=（0.3A）²×8Ω=0.72W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）小燈泡L的電阻值12Ω；
（3）R的電阻值8Ω；
（4）開(kāi)關(guān)S扳到觸點(diǎn)b時(shí)，電阻R消耗的功率0.72W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用和知道燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等．