Question

【題目】某電熱水器的簡化電路，如圖所示．請你設(shè)計虛線框內(nèi)的指示燈電路．供選擇的器材有：“220V 10W”燈泡一只，“2.5V 0.75W”燈泡一只，“2V 10mA”發(fā)光二極管一只，各種阻值的電阻，導(dǎo)線若干．
（1）在指示燈能正常工作的情況下，請你通過計算說明選用器材的最佳方案及器材的具體規(guī)格．
（2）將電路圖中的虛線框部分補充完整．

Answer 1

【答案】
（1）解：若選“220V、10W”的燈泡，指示燈電路消耗功率P1=10W；

若選“2.5V、0.75W”的燈泡，指示燈電路消耗功率：

P2= = ×220V=66W．

若選“2V、10mA”的發(fā)光二極管，指示燈電路消耗的功率：

P3=U電源I額=220V×10×10﹣3A=2.2W．

根據(jù)計算結(jié)果，應(yīng)選用發(fā)光二極管，需要串聯(lián)電阻的阻值為：

R= = =2.18×104Ω．

答：根據(jù)計算結(jié)果，應(yīng)選用“2V、10mA”的發(fā)光二極管和一個阻值為2.18×104Ω的電阻串聯(lián)

（2）解：選用“2V、10mA”的發(fā)光二極管和一個阻值為2.18×104Ω的電阻串聯(lián)，電路圖如下：

答：指示燈電路如上圖

【解析】（1）①選擇“220V、10W”的燈泡，可以直接接入電路，指示燈電路消耗的功率就是燈泡消耗的功率為10W；②選擇“2.5V、0.75W”的燈泡，它就不能直接接入電路，要保證它的安全，需串聯(lián)一個電阻，問題轉(zhuǎn)化成：串聯(lián)電阻后，燈泡正常工作，此指示燈電路消耗的功率多大，即為燈泡和電阻共消耗多少功率，而不僅僅是燈泡消耗的功率；③同理，選擇“2V、10mA”的發(fā)光二極管，也需要串聯(lián)一個電阻，發(fā)光二極管正常發(fā)光時電路消耗的功率是發(fā)光二極管和電阻總共消耗的功率；
比較以上三種情況指示燈電路消耗的電功率，就可以做出正確的選擇．（2）根據(jù)（1）的分析結(jié)果，就可以畫出正確的電路．
【考點精析】本題主要考查了電功率的計算公式的相關(guān)知識點，需要掌握計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．