Question

5．要将“6V  3W”的小灯泡接在12V的电源上正常使用，必须需串一个阻值合适的电阻，求：（不考虑温度对灯丝电阻的影响，要画出电路图）
（1）小灯泡正常工作时的电流；
（2）小灯泡的电阻；
（3）所串电阻的阻值；
（4）整个电路消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出小灯泡正常工作时的电流；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（3）根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出串联电阻的阻值；
（4）根据P=UI求出整个电路消耗的电功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=UI可得，正常发光时的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（3）若把它接到12V电源上时，电阻与灯泡串联如图：

此时电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，串联电阻的阻值：
R=R_总-R_L=24Ω-12Ω=12Ω；
（4）整个电路消耗的电功率：
P=UI=UI_L=12V×0.5A=6W．
答：（1）小灯泡正常工作时的电流为0.5A；
（2）小灯泡的电阻为12Ω；
（3）所串电阻的阻值为12Ω；
（4）整个电路消耗的电功率为6W．

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，要注意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．