Question

把一个规格为“6V 3W”的小灯泡与一定值电阻R串联，如图甲所示，电源电压为9V不变，此时小灯泡恰好正常发光，不考虑小灯泡电阻受温度的影响．求

（1）小灯泡正常发光时的电阻；

（2）定值电阻R的阻值；

（3）若将它们并联在另一电压为U′的电源两端，如图乙所示，此时小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的，则通电5min，定值电阻R产生的热量．

Answer

（1）小灯泡正常发光时的电阻为12Ω；

（2）定值电阻R的阻值为6Ω；

（3）通电5min，定值电阻R产生的热量为450J．

【解析】

试题分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，利用欧姆定律求出灯泡的电阻；

（2）根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，利用欧姆定律求出R的阻值；

（3）根据P=求出小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的时灯泡两端的电压，根据并联电路的电压特点和Q=W=t求出定值电阻R产生的热量．

（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，

∵串联电路中各处的电流相等，

∴根据P=UI可得，电路中的电流：

I=IL===0.5A，

根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：

RL===12Ω；

（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴定值电阻R两端的电压：

UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

定值电阻R的阻值：

R===6Ω；

（3）∵小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的时灯泡两端的电压，

∴=×，

解得：UL实=UL=×6V=3V，

∵并联电路中各支路两端的电压相等，

∴通电5min，定值电阻R产生的热量：

QR=WR=t=t=×5×60s=450J

考点：欧姆定律的应用；电功率的计算；焦耳定律