Question

10．有一个小灯泡，铭牌上标有“6V 3W”．求：
（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少焦耳电能？
（2）将这个小灯泡和一个电阻连接后，接在9V的电源两端，要使小灯泡恰好正常发光．试画出该电路图，并求出这个电阻的阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）知道小灯泡的铭牌（额定电压和额定功率），小灯泡正常工作时的实际功率等于额定功率，利用W=Pt求消耗的电能；
（2）已知小灯泡的额定电压为6V，将这个小灯泡和一个电阻连接后，接在9V的电源两端，根据串联分压的特点，必须串联一个电阻；
根据小灯泡的铭牌（额定电压和额定功率），可求得小灯泡恰好正常发光时的电流，根据串联电路的电压规律求得电阻两端电压，然后利用欧姆定律可求得这个电阻的阻值．

解答 解：（1）已知小灯泡正常工作时间t=10min=10×60s，小灯泡的额定功率P=3W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，小灯泡10分钟消耗的电能W=Pt=3W×600s=1800J．
（2）将这个小灯泡和一个电阻连接后，接在9V的电源两端，要使小灯泡恰好正常发光，根据串联分压的特点，可知，灯泡与电阻串联，如图所示：

由P=UI可得，小灯泡正常工作时通过的电流I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
电阻两端的电压
U₂=U-U₁=9V-6V=3V
因电阻与灯泡串联，故I₁=I₂=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，串联的电阻阻值：R=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω．
答：（1）小灯泡10min消耗的电能为1800J；
（2）串联的电阻大小为6Ω．

点评 本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式及其变形公式、串联电路特点的了解与掌握，利用好小灯泡的铭牌（额定电压、额定功率）是本题的关键．