Question

在西宁市中小学“科技小制作”活动中，小青同学制作了一个简易调光台灯，如图是他设计的电路图，其中小灯泡L标有“6V 6W”字样，当开关S扳到触点a时，小灯泡正常发光；当S扳到触点b时，通过小灯泡的电流为0.3A，假如灯泡电阻和电源电压不变，求：
（1）小灯泡的电阻及电源电压．
（2）R的电阻值．
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率是多少瓦？100s中电阻R产生的热量是多少焦耳．

Answer

（1）当开关S扳到触点a时，电路为灯泡L的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）当S扳到触点b时，灯泡与电阻R串联，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出R的阻值；
（3）开关扳到触点b时，根据P=I2R求出灯泡的实际功率，根据Q=I2Rt求出100s中电阻R产生的热量．
【解析】
（1）当开关S扳到触点a时，电路为灯泡L的简单电路，
∵灯泡正常发光，
∴电源的电压U=UL=6V，
由P=可得，灯泡的电阻：
RL===6Ω；
（2）当S扳到触点b时，灯泡与电阻R串联，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻：
R总===20Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴R=R总-RL=20Ω-6Ω=14Ω；
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率，
PL′=I2RL=（0.3A）2×6Ω=0.54W，
100s中电阻R产生的热量：
QR=I2Rt=（0.3A）2×14Ω×100s=126J．
答：（1）小灯泡的电阻为6Ω，电源的电压为6V；
（2）R的电阻值为14Ω；
（3）开关扳到触点b时，灯泡的实际功率是0.54W，100s中电阻R产生的热量是126J．