Question

（2013?海門(mén)市二模）黑夜看不見(jiàn)開(kāi)關(guān)位置，為此小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S合向b時(shí)，照明燈亮、指示燈滅，避免指示燈費(fèi)電；S合向a時(shí)，照明燈L₁滅、指示燈L₂亮，顯示開(kāi)關(guān)位置（S只能處于這兩種狀態(tài)）．照明燈L₁和指示燈L₂的規(guī)格分別為“220V 40W”和“10V 1W”．
（1）照明燈正常工作時(shí)的電阻是多少？
（2）若照明燈正常工作6h，照明燈需消耗多少電能？
（3）為使指示燈正常發(fā)光，電阻R的阻值為多大？

Answer 1

分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，由電功率的變形公式可以求出照明電路正常工作的電阻值；
（2）已知燈泡的功率和工作時(shí)間，油W=Pt可求出燈消耗的電能；
（3）已知指示燈的額定電壓和功率，由電功率的變形公式求出指示燈正常工作時(shí)電路中的電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，
∴照明燈正常工作時(shí)的電阻：
R=

U 2 L1

PL1

=

(220V)2

40W

=1210Ω；
（2）照明燈正常工作6h，消耗的電能：
W=Pt=0.040kW×6h=0.24kW?h；
（3）∵P=UI，
∴指示燈正常工作時(shí)的電流：
I=

P2

U2

=

1W

10V

=0.1A，
∵I=

U

R

，
∴指示燈電阻R₂=

U2

I2

=

10V

0.1A

=100Ω，
電路總電阻R_總=

U

I

=

220V

0.1A

=2200Ω，
電阻R的阻值R=R_總-R₂=2200Ω-100Ω=2100Ω；
答：（1）照明燈正常工作時(shí)的電阻是1210Ω．
（2）若照明燈正常工作6h，照明燈需消耗0.24kW?h的電能．
（3）為使指示燈正常發(fā)光，電阻R的阻值為2100Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律、電功的計(jì)算和電功率的計(jì)算，是一道綜合性較強(qiáng)的應(yīng)用題．