Question

8．一盏灯丝电阻是6Ω，正常工作时它两端的电压是12V，现要把它接在电压为20V的电源上，仍要正常工作，
（1）则需串联一个的电阻多少Ω？
（2）这个的电阻电功率多少瓦？
（3）灯泡额定功率为多少瓦？
（4）在1min内电路消耗电能多少J？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出串联电阻的阻值；
（2）知道电路中的电流和电阻两端的电压，根据P=UI求出电阻的电功率；
（3）知道灯泡正常发光时的电压和电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）根据W=UIt求出在1min内电路消耗电能．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=12V，电阻R_L=6Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻两端的电压：
U_R=U-U_L=20V-12V=8V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{6Ω}$=2A，
则串联电阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{8V}{2A}$=4Ω；
（2）这个的电阻电功率：
P_R=U_RI=8V×2A=12W；
（3）灯泡额定功率：
P_L=U_LI=12V×2A=24W；
（4）在1min内电路消耗电能：
W=UIt=20V×2A×60s=2400J．
答：（1）需串联一个4Ω的电阻；
（2）这个的电阻电功率为16W；
（3）灯泡额定功率为24W；
（4）在1min内电路消耗电能为2400J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．