Question

11．把一個標有“10V，3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V的電源上（如圖所示）．小燈泡恰能正常工作，通過計算回答：
（1）通過小燈泡的電流是多少？
（2）串聯(lián)在電路中的定值電阻的阻值多大？
（3）該電路工作10s，定值電阻產生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過小燈泡的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出串聯(lián)在電路中的定值電阻的阻值；
（3）根據(jù)Q=I²Rt求出該電路工作10s定值電阻產生的熱量．

解答 解：（1）由P=UI可得，通過小燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{10V}$=0.3A；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，串聯(lián)定值電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=12V-10V=2V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，串聯(lián)定值電阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.3A}$=$\frac{20}{3}$Ω≈6.7Ω；
（3）該電路工作10s，定值電阻產生的熱量：
Q_R=I²Rt=（I_L）²Rt=（0.3A）²×$\frac{20}{3}$Ω×10s=6J．
答：（1）通過小燈泡的電流是0.3A；
（2）串聯(lián)在電路中的定值電阻的阻值為6.7Ω；
（3）該電路工作10s，定值電阻產生的熱量是6J．

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、焦耳定律的應用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．