Question

7．有一个阻值为60Ω的灯泡，正常工作时通过的电流是0.2A．若将它接在20V的电源上正常工作，应该怎样连入一个多大的电阻？这个灯泡正常工作5min消耗多少电能？

Answer 1

分析 （1）首先根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；通过计算知电源的电压大于灯泡两端的电压，根据串联分压特点可知应串联一个电阻分压，根据串联电路的电压特点求出电阻两端分得的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值；
（2）根据公式W=UIt求出灯泡消耗的电能．

解答 解：（1）根据公式I=$\frac{U}{R}$可知，灯泡正常发光时的电压U₁=IR₁=0.2A×60Ω=12V，
因12V＜20V，
所以，此灯泡不能正常工作，根据串联电路的分压特点可知，应串联一个电阻R₂分压；
因串联电路的总电压等于各分电压之和，
所以，串联电阻R₂两端的最小电压：
U₂=U-U₁=20V-12V=8V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，串联电阻的阻值：R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω；
（2）这个灯泡正常工作5min消耗电能W=U₁It=12V×0.2A×5×60s=720J．
答：需要串联一个40Ω的电阻，灯泡才能正常发光，这个灯泡正常工作5min消耗电能720J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律以及电功公式的应用，关键是根据串联电路的分压特点可知要使电阻正常工作需要串联另一个电阻．