Question

12．如圖所示，燈泡L標有“12V  36W”字樣，R=6Ω，通電10s且正常發(fā)光，根據(jù)這些已知條件，至少求六個物理量，請一一計算出來．

Answer 1

分析 ①已知燈泡的額定功率和額定電壓，利用I=$\frac{P}{U}$可以得出燈泡正常工作的電流；
②已知燈泡的額定功率和額定電壓，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可以得到燈絲電阻；
③已知燈泡電阻和定值電阻R的阻值，利用電阻的并聯(lián)可以得到兩者并聯(lián)后的總電阻；
④已知燈泡正常發(fā)光，可以得到電源電壓；
⑤已知電源電壓，可以得到電阻兩端電壓；
⑥已知電源電壓和并聯(lián)總電阻，利用歐姆定律可以得到干路電流；
⑦已知干路電流和通過燈泡的電流，可以得到電阻中的電流；
⑧已知電阻兩端電壓和通過的電流，利用P=UI可以得到電阻消耗的功率；
⑨已知燈泡的額定功率和電阻消耗的功率，可以得到整個電路消耗的總功率；
⑩已知燈泡的額定功率和發(fā)光時間，利用W=pt可以得到燈泡在此時間內消耗的電能．

解答 解：
①由P=UI可知：燈泡正常工作的電流為I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{36W}{12V}$=3A；
②由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：燈絲電阻為R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{12V）}^{2}}{36W}$=4Ω；
③燈泡和電阻并聯(lián)后的總電阻為R_并=$\frac{{R}_{L}R}{{R}_{L}+R}$=$\frac{4×6Ω}{4Ω+6Ω}$=2.4Ω；
④電源電壓為U=U_額=12V；
⑤根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知：電阻兩端電壓為U_R=U=12V；
⑥干路電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{2.4Ω}$=5A；
⑦通過電阻的電流為I_R=I-I_額=5A-3A=2A；
⑧電阻消耗的功率為P_R=UI_R=12V×2A=24W；
⑨整個電路消耗的功率為P=P_額+P_R=36W+24W=60W；
⑩燈泡消耗的電能為W=P_額t=36W×10s=360J．

點評 本題難度不大，但考查角度全面，應該熟練掌握并聯(lián)電路的基本規(guī)律和電能、電功率的計算公式及其變形．