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