Question

如圖所示，設(shè)電源電壓恒定不變，燈絲電阻不變，小燈L標(biāo)有“6V、3W”的字樣．閉合開關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)滑片P移到c處時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，求：
（1）電源電壓；
（2）燈絲的電阻；
（3）滑片P移到c處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率；
（4）滑片P移到c處時(shí)，通電10min，滑動(dòng)變阻器消耗的電能．

Answer 1

分析：由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓6V，額定功率為3W；由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；
（1）燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)題意求出電源電壓．
（2）已知額定電壓與額定功率，由電功率公式可以求出燈絲電阻．
（3）已知電流與電阻，由電功率公式可以求出燈泡實(shí)際功率．
（4）由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由W=UIt求出滑動(dòng)變阻器消耗的電能．

解答：解：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移到a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，燈泡接在電源兩端，燈泡兩端電壓等于電源電壓，小燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓等于其額定電壓6V，則電源電壓為6V．
（2）∵P=

U2

R

，
∴燈絲電阻R=

U 2 L額

PL額

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（3）滑片P移到c處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率：
P_{L實(shí)際}=I²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W；
（4）∵I=

U

R

，
∴滑片P移到c處時(shí)，小燈泡兩端電壓：
U_L′=IR_L=0.2A×12Ω=2.4V，
滑動(dòng)變阻器兩端電壓：
U_滑=U-U_L′=6V-2.4V=3.6V，
通電t=10min=600s，滑動(dòng)變阻器消耗的電能：
W=U_滑It=3.6V×0.2A×600s=432J．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）燈絲的電阻為12Ω；
（3）滑片P移到c處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為0.48W；
（4）滑片P移到c處時(shí)，通電10min，滑動(dòng)變阻器消耗的電能為432J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了求電源電壓、燈絲電阻、燈泡功率、滑動(dòng)變阻器消耗的電能等問題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式及其變形公式即可正確解題．