Question

【题目】黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电源，当单刀双掷开关合向b时，照明灯亮，指示灯灭，避免指示灯费电，合向a时，照明灯灭，指示灯亮，显示开关S位置只能处于这两种状态，他利用一个“l0V、2W”的小灯泡和一段2.0×104Ω/m的电阻丝安装指示灯．

（1）为使指示灯正常发光，在图中方框内完成指示灯和电阻丝的连接电路．

（2）按上述设计，电阻丝需截用多长一段？

（3）若照明灯一天使用6h，则整个电路一天（24小时）总共耗电多少度？

Answer 1

【答案】（1）电路图如下图所示；（2）电阻丝需截用0.525m长一段；（3）一天总共耗电1.392度．

【解析】解：（1）指示灯的额定电压是10V，所以需要将电阻与灯泡串联进行分压才可以，

电路图如下图所示；

（2）由题意可知电阻需要分担的电压是220V﹣10V=210V，

串联电路中的电流I===0.2A，故电阻丝的电阻R===1050Ω，

所以需要电阻丝的长度L==0.525m；

（3）当照明灯亮时，消耗的电能：W1=P1t=0.1kW×6h=0.6kWh；

当指示灯亮时，W2=P2t=UIt=220V×0.2A×18h=0.044kW×18h=0.792kWh；

因此，整个电路工作一天消耗的电能：W=W1+W2=0.6kWh+0.792kWh=1.392kWh，即1.392度．

答：（1）如上图．

（2）按上述设计，电阻丝需截用0.525m长一段．

（3）若照明灯一天使用6h，则整个电路一天（24小时）总共耗电1.392度．