初中物理竞赛：电功率-水箱加装电热管设计

水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220V 2000W”的电热管，并利用一个“6V 1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝，为电热管安装了一个指示灯；

（1）画出电热管即指示灯的电原理图；

（2）在同学们的方案中，小灯泡两端的电压是按5V设计的，对于指示灯来说，这样设计有什么好处？

（3）按上述设计，电阻丝需截取多长的一段?

（4）安装指示灯后，电热管的实际功率是额定功率的百分之几？

计算中可以认为电热管、小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变化。

（1）电路图可能同学们不容易想，指示灯既然是来指示电热管，那么肯定要串联，而加入一个电阻丝的目的呢？

根据计算可知道灯泡的电阻比电热管的要大，那么只有它们两个串联的话，电热管的电压根本上不去，所以肯定要通过电阻丝来降低灯泡的电压。那么电阻丝和灯泡就是并联了，所以电路图可画；

（2）灯泡电压5V的话，达不到额定功率，那么发热量也就低了，所以是为了延长灯泡的寿命；

（3）要求出电阻丝的长度，也就是求其电阻值大小。

首先需要根据灯泡电压5V，得到电热管的电压215V，再计算电热管的电流，和灯泡的电流，得到电阻丝的电流，然后计算电阻丝的阻值·······

（4）有了电压215V可得实际功率，再计算即可；