Question

11．把一个标有“10V，3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示）．小灯泡恰能正常工作，通过计算回答：
（1）通过小灯泡的电流是多少？
（2）串联在电路中的定值电阻的阻值多大？
（3）该电路工作10s，定值电阻产生的热量是多少？

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求出通过小灯泡的电流；
（2）根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联在电路中的定值电阻的阻值；
（3）根据Q=I²Rt求出该电路工作10s定值电阻产生的热量．

解答 解：（1）由P=UI可得，通过小灯泡的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{10V}$=0.3A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，串联定值电阻两端的电压：
U_R=U-U_L=12V-10V=2V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，串联定值电阻的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.3A}$=$\frac{20}{3}$Ω≈6.7Ω；
（3）该电路工作10s，定值电阻产生的热量：
Q_R=I²Rt=（I_L）²Rt=（0.3A）²×$\frac{20}{3}$Ω×10s=6J．
答：（1）通过小灯泡的电流是0.3A；
（2）串联在电路中的定值电阻的阻值为6.7Ω；
（3）该电路工作10s，定值电阻产生的热量是6J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．