Question

【題目】黑夜看不見開關位置，為此小明設計了如圖所示的電源，當單刀雙擲開關合向b時，照明燈亮，指示燈滅，避免指示燈費電，合向a時，照明燈滅，指示燈亮，顯示開關S位置只能處于這兩種狀態，他利用一個“l0V、2W”的小燈泡和一段2.0×104Ω/m的電阻絲安裝指示燈．

（1）為使指示燈正常發光，在圖中方框內完成指示燈和電阻絲的連接電路．

（2）按上述設計，電阻絲需截用多長一段？

（3）若照明燈一天使用6h，則整個電路一天（24小時）總共耗電多少度？

Answer 1

【答案】（1）電路圖如下圖所示；（2）電阻絲需截用0.525m長一段；（3）一天總共耗電1.392度．

【解析】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，

電路圖如下圖所示；

（2）由題意可知電阻需要分擔的電壓是220V﹣10V=210V，

串聯電路中的電流I===0.2A，故電阻絲的電阻R===1050Ω，

所以需要電阻絲的長度L==0.525m；

（3）當照明燈亮時，消耗的電能：W1=P1t=0.1kW×6h=0.6kWh；

當指示燈亮時，W2=P2t=UIt=220V×0.2A×18h=0.044kW×18h=0.792kWh；

因此，整個電路工作一天消耗的電能：W=W1+W2=0.6kWh+0.792kWh=1.392kWh，即1.392度．

答：（1）如上圖．

（2）按上述設計，電阻絲需截用0.525m長一段．

（3）若照明燈一天使用6h，則整個電路一天（24小時）總共耗電1.392度．