Question

电压不变的电源、开关、定值电阻R与一个电流表组成串联电路，当接通S时，电流表的示数为1.2A；在电路中再串联一个“‘10V 2W”的灯泡后，灯泡恰能正常发光，求：
（1）灯丝电阻R_L；
（2）通电多长时间，灯泡消耗240J的电能；
（3）定值电阻R与电源电压U是多少？

Answer 1

解：（1）灯泡的额定电流：
I_L===0.2A，
灯泡的电阻：
R_L===50Ω；
（2）灯泡正常发光时的功率为2W，
灯泡消耗240J电能时的通电时间：
t===120s；
（3）没接灯泡时：电路中的电流I=1.2A，
则电源的电压U=IR=1.2A×R---------①
接灯泡后：灯泡正常发光，所以电路中的电流I′=I_L=0.2A，
则电源的电压U=I′（R+R_L）=0.2A×（R+50Ω）------②
联立①②可得：U=12V，R=10Ω．
答：（1）灯丝电阻为50Ω；
（2）通电120s，灯泡消耗240J的电能；
（3）定值电阻的阻值为10Ω，电源电压为12V．
分析：（1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据I=求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（2）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出灯泡消耗240J电能时的通电时间；
（3）灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，分别根据电阻的串联和欧姆定律表示出两种情况下电源的电压，再根据电源的电压不变联立等式即可求出电源的电压和定值电阻的阻值．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．