19. LED灯是一种新型节能、环保的光源产品。它发光的颜色会随两端电压的变化而变化，它们的对应关系如下表所示。某同学用一盏LED灯与一个50 Ω的定值电阻R组成如图所示的电路，设电源电压为4.2 V保持不变，请回答下列问题。
(1) 闭合开关S，毫安表(一种较精确的电流表)的示数为20 mA时，LED灯发出的是
(2) 闭合开关S，此时电阻R的实际功率为0.08 W，求电路中的电流以及LED灯在10 min内消耗了多少电能。
(1) 闭合开关S，毫安表(一种较精确的电流表)的示数为20 mA时，LED灯发出的是
蓝
色光。(2) 闭合开关S，此时电阻R的实际功率为0.08 W，求电路中的电流以及LED灯在10 min内消耗了多少电能。
答案：19. (1) 蓝 (2) ① 由 $P = I^{2}R$ 得 $I = \sqrt{\frac{P}{R}} = \sqrt{\frac{0.08 W}{50 \Omega}} = 0.04 A$ ② $U_{R} = IR = 0.04 A × 50 \Omega = 2 V$，$U_{L} = U - U_{R} = 4.2 V - 2 V = 2.2 V$，$W_{L} = U_{L}I_{L}t = 0.04 A × 2.2 V × 600 s = 52.8 J$
解析：
(1) 蓝
(2) 由 $P = I^{2}R$ 得 $I = \sqrt{\frac{P}{R}} = \sqrt{\frac{0.08\ W}{50\ \Omega}} = 0.04\ A$
$U_{R} = IR = 0.04\ A × 50\ \Omega = 2\ V$
$U_{L} = U - U_{R} = 4.2\ V - 2\ V = 2.2\ V$
$t = 10\ min = 600\ s$
$W_{L} = U_{L}It = 2.2\ V × 0.04\ A × 600\ s = 52.8\ J$
(2) 由 $P = I^{2}R$ 得 $I = \sqrt{\frac{P}{R}} = \sqrt{\frac{0.08\ W}{50\ \Omega}} = 0.04\ A$
$U_{R} = IR = 0.04\ A × 50\ \Omega = 2\ V$
$U_{L} = U - U_{R} = 4.2\ V - 2\ V = 2.2\ V$
$t = 10\ min = 600\ s$
$W_{L} = U_{L}It = 2.2\ V × 0.04\ A × 600\ s = 52.8\ J$
20. 如果利用一段足够长的电阻丝(每厘米的电阻为0.5 Ω)来安装一只调光电灯，你准备怎样做？提供的灯泡的规格为“6 V 3.6 W”，电源电压为9 V。
(1) 设计一个电路，使灯泡既能正常发光又能起调光作用(通过计算加以说明，并画出电路图)。
(2) 说说你的具体制作方案(在制作过程中需要的其他器材可以自行选用)。
(3) 如果将这样的调光方式用到家庭照明电路中，能否真正起到节能作用？请说说你的想法。
(1) 设计一个电路，使灯泡既能正常发光又能起调光作用(通过计算加以说明，并画出电路图)。
(2) 说说你的具体制作方案(在制作过程中需要的其他器材可以自行选用)。
(3) 如果将这样的调光方式用到家庭照明电路中，能否真正起到节能作用？请说说你的想法。
答案：20. (1) 图略
这个灯泡的额定电流 $I = \frac{P}{U} = \frac{3.6 W}{6 V} = 0.6 A$ 要使灯泡正常发光，必须串联一个分压电阻 $R = \frac{U_{源} - U_{灯}}{I} = \frac{(9 V - 6 V)}{0.6 A} = 5 \Omega$，电阻丝的长度 $L = \frac{5 \Omega}{(0.5 \Omega · cm^{-1})} = 10 cm$ 要使电路中的电灯能正常发光且亮度可调，串联的电阻丝长度 $L'$ 必须大于 10 cm (2) 制作方法(参考):从这根电阻丝上截取一段(长度必须大于 10cm，具体多长可由实验确定其范围)，然后将一端用导线和电灯相连，并将从这一端开始的 10 cm 长的电阻丝用绝缘胶带缠紧，再加以固定(作为分压电阻)。最后，在剩下的电阻丝上用铜线缠绕几圈，做成可以在电阻丝上滑动的铜线环，并按照电路图用软导线将铜线环和电源相连，再接入开关、电灯，组成闭合电路，调光电灯即做成了 (3) 因为电流通过调光用的电阻丝时，电阻丝发热仍有能量损失，所以节能效果较差
这个灯泡的额定电流 $I = \frac{P}{U} = \frac{3.6 W}{6 V} = 0.6 A$ 要使灯泡正常发光，必须串联一个分压电阻 $R = \frac{U_{源} - U_{灯}}{I} = \frac{(9 V - 6 V)}{0.6 A} = 5 \Omega$，电阻丝的长度 $L = \frac{5 \Omega}{(0.5 \Omega · cm^{-1})} = 10 cm$ 要使电路中的电灯能正常发光且亮度可调，串联的电阻丝长度 $L'$ 必须大于 10 cm (2) 制作方法(参考):从这根电阻丝上截取一段(长度必须大于 10cm，具体多长可由实验确定其范围)，然后将一端用导线和电灯相连，并将从这一端开始的 10 cm 长的电阻丝用绝缘胶带缠紧，再加以固定(作为分压电阻)。最后，在剩下的电阻丝上用铜线缠绕几圈，做成可以在电阻丝上滑动的铜线环，并按照电路图用软导线将铜线环和电源相连，再接入开关、电灯，组成闭合电路，调光电灯即做成了 (3) 因为电流通过调光用的电阻丝时，电阻丝发热仍有能量损失，所以节能效果较差