在日常生活中,我们常常会遇到各种电器元件,其中小灯泡作为最基本的照明工具之一,其工作原理和特性值得我们深入了解。假设有一个小灯泡,在它的两端施加了25伏特(V)的电压后,流经它的电流为0.3安培(A)。这种条件下,如果我们让这个小灯泡持续通电2分钟,那么我们可以计算出它在此期间消耗了多少电能。
首先,根据欧姆定律 \( R = \frac{U}{I} \),我们可以得出该灯泡的电阻值为:
\[ R = \frac{25}{0.3} \approx 83.33 \, \Omega \]
接下来,利用电功率公式 \( P = UI \),我们可以计算出灯泡的实际功率:
\[ P = 25 \times 0.3 = 7.5 \, \text{W} \]
最后,通过能量计算公式 \( W = Pt \),我们将时间转换为秒(即 \( t = 2 \times 60 = 120 \, \text{s} \)),从而得到灯泡在这段时间内消耗的总电能:
\[ W = 7.5 \times 120 = 900 \, \text{J} \]
因此,在给定条件下,这个小灯泡在2分钟内消耗了900焦耳的能量。这一简单的实验不仅帮助我们理解了电路的基本概念,还展示了如何通过基本物理公式来分析实际问题。
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