Question

如图所示，小灯泡L上标有“4V 2W”字样，定值电阻R的阻值不详，电源电压为U=9V且保持不变．当开关S闭合后，小灯泡正常发光．求：
（1）小灯泡正常发光时通过电路的电流是多少？
（2）定值电阻R的阻值是多少？
（3）这个电路在1min内消耗的电能是多少？

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时的电压为4V，功率为2W，
根据P=UI可得，通过灯泡的电流：
I_L===0.5A；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴串联电阻R两端的电压：
U_R=U-U_L=9V-4V=5V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴定值电阻R的阻值：
R===10Ω；
（3）这个电路在1min内消耗的电能：
W=UIt=9V×0.5A×60s=270J．
答：（1）小灯泡正常发光时通过电路的电流是0.5A；
（2）定值电阻R的阻值是10Ω；
（3）这个电路在1min内消耗的电能是270J．
分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过电路的电流；
（2）根据串联电路的电压特点求出定值电阻R两端的电压，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出定值电阻R的阻值；
（3）根据W=UIt求出这个电路在1min内消耗的电能．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等、功率和额定功率相等．