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10.如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图.S为单刀双掷开关,电源电压为12V,且保持不变,小灯泡的额定功率是6W,电阻R的阻值为6Ω,当开关S接“2”时,小灯泡恰好正常发光,若灯丝电阻不变,试求:
(1)小灯泡的额定电流和灯丝的电阻各是多少?
(2)开关S接“1”时,电阻R的功率是多少?1min内R产生多少热量?

分析 (1)当开关S接“2”时,小灯泡直接接在电源上,小灯泡恰好正常发光,实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,利用P=UI求小灯泡的额定电流,再利用I=$\frac{U}{R}$求灯丝电阻;
(2)开关S接“1”时,灯和电阻R串联,先利用欧姆定律求电路中电流,再利用P=I2R求电阻R的功率,由Q=W=Pt计算1min内R产生热量.

解答 解:
(1)由题知,电源电压U=12V,
由图知,当开关S接“2”时,小灯泡直接接在电源上,小灯泡恰好正常发光,U=U=12V,P=6W,
由P=UI可得小灯泡的额定电流:
I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A;
由I=$\frac{U}{R}$得灯丝电阻:
RL=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω;
(2)由图知,开关S接“1”时,灯泡和电阻R串联,由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流:
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{24Ω+6Ω}$=0.4A,
所以电阻R的功率:
PR=(I′)2R=(0.4A)2×6Ω=0.96W;
1min内R产生热量:
QR=WR=PRt=0.96W×60s=57.6J.
答:(1)小灯泡的额定电流是0.5A,灯丝的电阻是24Ω;
(2)开关S接“1”时,电阻R的功率是0.96W,1min内R产生热量为57.6J.

点评 本题考查了欧姆定律、电功率和电热公式的应用,分析电路图得出开关S接“1”、“2”时的电路组成及连接方式是关键.

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次数1234
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