黑夜中看不見燈的開關位置,為此小明設計瞭如圖所示的電路。當單*雙擲開關S合向b時,照明燈亮、指示燈滅,避免指示...
問題詳情:
黑夜中看不見燈的開關位置,為此小明設計瞭如圖所示的電路。當單*雙擲開關S合向b時,照明燈亮、指示燈滅,避免指示燈費電:S合向a時,照明燈滅、指示燈亮,顯示開關位置(S只能置於兩種狀態)。他利用一個“10V 0.1W”的小燈泡和一段電阻絲組成指示燈,則:
(1)為使指示燈正常發光,電阻絲的阻值應為多少?
(2)若照明燈(“220V 100W”)一天(24小時)使用6小時,則整個電路一天總共耗電多少度?(結果保留兩位小數)
【回答】
(1)為使指示燈正常發光,電阻絲的阻值應為21000Ω;
(2)若照明燈(“220V 100W”)一天(24小時)使用6小時,則整個電路一天總共耗電0.64度。
【分析】(1)S接a時,指示燈的額定電壓遠低於電源電壓220V,因此要串聯電阻來分擔多餘的電壓。
已知電阻絲的規格,要求電阻絲的長度,就必須先求出串聯電阻的阻值;先根據指示燈的銘牌求出串聯電路的電流,再由歐姆定律解出電阻絲的阻值即可。
(2)求整個電路的耗電量,可利用P=I2R、W=Pt來解,需注意的是電路消耗的電能包括兩部分:①指示燈所在電路工作18小時消耗的電能;②照明燈工作6小時消耗的電能。
【解答】解:
(1)指示燈的額定電壓是10V,所以需要將電阻與燈泡串聯進行分壓才可以;
由題意可知電阻需要分擔的電壓:
UR=U﹣UL=220V﹣10V=210V,
串聯電路中的電流:
I===0.01A,
故電阻絲的電阻:
R===21000Ω;
(2)當照明燈亮時,消耗的電能:
W1=P1t=0.1kW×6h=0.6kW•h;
當指示燈亮時,指示燈所在支路的電功率為:
P2=UI=220V×0.01A=2.2W=0.0022kW,
當指示燈亮時消耗的電能為:
W2=P2t=0.0022kW×18h=0.0396kW•h;
因此,整個電路工作一天消耗的電能:
W=W1+W2=0.6kW•h+0.0396kW•h=0.6396kW•h≈0.64kW•h=0.64度。
【點評】此題是電學的小綜合題,涉及到電能的計算、串聯分壓原理等;(2)題容易漏掉指示燈消耗的電能,是該題的易錯點。
知識點:電功率
題型:計算題