Question

如圖所示，燈L上標有“6V3W”字樣，開關S閉合，滑片P移至a端時，電流表的示數為1A，且燈L正常發光．
（1）電源電壓和滑動變阻器的最大阻值分別為多大？
（2）當開關斷開，滑片P移至b端時，電流表的示數為0.25A，此時燈泡的實際功率為多大？
（3）當開關斷開，滑片P移至b端時，在1min內燈泡消耗的電能為多大？

Answer 1

（1）開關S閉合，滑片P移至a端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器并聯，
因為燈泡正常發光，
則電源電壓為：U=U_變=U_L額=6V，
∴通過燈泡的電流為：I_L額=

PL額

UL額

=

3W

6V

=0.5A，
則通過變阻器的電流為：I_變=I-I_L額=1A-0.5A=0.5A，
∴滑動變阻器的最大阻值為：R_變=

U變

I變

=

6V

0.5A

=12Ω．
（2）當開關斷開，滑片P移至b端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器串聯，
而燈泡的電阻為：R_L=

UL額2

P額L

=

(6V)2

3W

=12Ω，
而此時電路中的電流為：I′=0.25A，
∴燈泡的實際功率為：P_實=I′²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
（3）∵t=1min=60s，
∴燈泡消耗的電能為：W=P_實t=0.75W×60s=45J．
答：（1）電源電壓為6V，滑動變阻器的最大阻值為12Ω．
（2）此時燈泡的實際功率為0.75W．
（3）在1min內燈泡消耗的電能為45J．