如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光．若灯丝电

Question

如图是某课外活动小组设计的小台灯电路图，S为单刀双掷开关，电源电压为12V，且保持不变，小灯泡的额定功率是6W，电阻R的阻值为6Ω．当开关S接“2”时，小灯泡恰好正常发光．若灯丝电阻不变，试求：

（1）小灯泡的额定电流是多少？灯丝的电阻是多少？
（2）小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是多少？
（3）开关S接“1”时，电阻R的功率是多少？

Answer 1

（1）由题知，电源电压U=12V，
当开关S接“2”时，小灯泡直接接在电源上，小灯泡恰好正常发光，U_L=U=12V，P_L=P_额=6W，
由P=UI可得小灯泡的额定电流：
I_L=(PL)/(UL)=(6W)/(12V)=0.5A；
由P=(U2)/(R)得灯丝电阻：
R_L=(UL2)/(PL)=((12V)2)/(6W)=24Ω；
（2）小灯泡正常发光，P_L=P_额=6W，
5min电流通过小灯泡做的功：
W_L=P_Lt=6W×5×60s=1800J；
（3）开关S接“1”时，灯和电阻R串联，电路中电流：
I′=(U)/(RL+R)=(12V)/(24Ω+6Ω)=0.4A，
电阻R的功率：
P_R=（I′）²R=（0.4A）²×6Ω=0.96W．
答：（1）小灯泡的额定电流是0.5A，灯丝的电阻是24Ω；
（2）小灯泡正常发光5min，电流通过小灯泡做的功是1800J；
（3）开关S接“1”时，电阻R的功率是0.96W．