Question

7．有一個阻值為60Ω的燈泡，正常工作時通過的電流是0.2A．若將它接在20V的電源上正常工作，應(yīng)該怎樣連入一個多大的電阻？這個燈泡正常工作5min消耗多少電能？

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；通過計(jì)算知電源的電壓大于燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知應(yīng)串聯(lián)一個電阻分壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電阻兩端分得的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值；
（2）根據(jù)公式W=UIt求出燈泡消耗的電能．

解答 解：（1）根據(jù)公式I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時的電壓U₁=IR₁=0.2A×60Ω=12V，
因12V＜20V，
所以，此燈泡不能正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)串聯(lián)一個電阻R₂分壓；
因串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和，
所以，串聯(lián)電阻R₂兩端的最小電壓：
U₂=U-U₁=20V-12V=8V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，串聯(lián)電阻的阻值：R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω；
（2）這個燈泡正常工作5min消耗電能W=U₁It=12V×0.2A×5×60s=720J．
答：需要串聯(lián)一個40Ω的電阻，燈泡才能正常發(fā)光，這個燈泡正常工作5min消耗電能720J．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律以及電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知要使電阻正常工作需要串聯(lián)另一個電阻．