Question

14．如圖所示，電源電壓為12V，燈泡上標有“12V 12W”，ae和bf是同種型號電阻絲，每1m的電阻均為0.5Ω，其它導線電阻不計，c、d兩點始終保持與電阻絲良好接觸，設ac與bd長度均為3m，那么，小燈泡兩端電壓為9.6V．兩電阻絲在100s內產生的熱為192J，當c、d兩點向左移動時，燈泡的亮度將變亮．（設燈泡電阻不隨溫度而變化）

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡求出燈泡的電阻；由題意可知，燈泡的電阻與ac、bd段電阻串聯，根據題意求出兩段電阻的阻值，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，根據Q=I²Rt求出兩電阻絲在100s內產生的熱；
（2）根據c，d兩點的移動可知接入電路中電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化，根據P=I²R可知燈泡實際功率的變化，進一步根據燈泡的亮暗取決于實際功率的大小判斷其亮暗．

解答 解：（1）燈泡上標有“12V 12W”，表示燈的額定電壓為12V，額定功率為12W，由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（12V）^{2}}{12W}$=12Ω，
因每1m的電阻絲均為0.5Ω，
所以，R_ac=R_bd=3m×0.5Ω/m=1.5Ω，
由題意可知，燈泡的電阻與ac、bd段電阻串聯，
由于串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，則R_總=R_ac+R_L+R_bd=1.5Ω+12Ω+1.5Ω=15Ω，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{12V}{15Ω}$=0.8A，
燈泡兩端的電壓：
U_L′=IR_L=0.8A×12Ω=9.6V，
兩電阻絲在100s內產生的熱：
Q=I²（R_ac+R_bd）t=（0.8A）²×（1.5Ω+1.5Ω）×100s=192J；
（2）當c，d兩點向左移動時，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，
因P=I²R，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，燈泡的實際功率變大，燈泡變亮．
故答案為：9.6；192；變亮．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的靈活應用，能把電路看成串聯電路來處理是關鍵．