Question

12．把一個標有“10V 3W”小燈泡L₁和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為16V的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作，假設(shè)燈泡電阻不變化，通過計算回答：
（1）通過小燈泡的電流是多少？
（2）該電路工作10s，定值電阻產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）如果把電阻R換成另一只標有“9V 0.3A”的小燈泡L₁，其它條件不變，閉合開關(guān)后，燈泡L₁不能（選填“能”或“不能”）正常發(fā)光，要求寫出推斷過程．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過小燈泡的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出串聯(lián)在電路中的定值電阻的阻值；根據(jù)Q=I²Rt求出電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量．
（3）求得小燈泡L₁的電阻與定值電阻的阻值比較，然后根據(jù)串聯(lián)分壓的特點分析即可．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{10V}$=0.3A；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，定值電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=16V-10V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量Q=I²Rt=（0.3A）²×20Ω×10s=18J．
（3）由I=$\frac{U}{R}$可得，小燈泡L₁的電阻R₁=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，
若將R替換成小燈泡L₁，其電阻增大，兩端電壓增大，則L₁兩端電壓減小，即小于額定電壓，所以燈泡L₁不能正常發(fā)光．
答：（1）通過小燈泡的電流是0.3A；
（2）電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量為18J．
（3）不能；若將R替換成小燈泡L₁，其電阻增大，兩端電壓增大，則L₁兩端電壓減小，即小于額定電壓，所以燈泡L₁不能正常發(fā)光．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．