Question

如圖所示，電路中燈L標有“6V，3W”字樣，R是0～8Ω的變阻器，當變阻器的滑片P在中點時，閉合開關S，燈L能正常發光，求：
（1）電源電壓；
（2）當滑片P在b端時，燈L的實際功率；此時通電1min，變阻器產生的熱量．

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI和串聯電路中的電流特點求出電路中的電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（2）先根據歐姆定律求出燈泡的電阻，根據電阻的串聯和歐姆定律求出滑片P在b端時電路中的電流，根據P=I²R求出燈L的實際功率，根據Q=I²Rt求出通電1min變阻器產生的熱量．
解答：解：（1）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，
∵燈泡正常發光，且串聯電路中各處的電流相等，
∴根據P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L===0.5A，
滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=I×=0.5A×=2V，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓：
U=U_L+U_R=6V+2V=8V；
（2）燈泡的電阻：
R_L===12Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴此時電路中的電流：
I′===0.4A，
燈泡的實際功率：
P_L實=（I′）²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W，
通電1min變阻器產生的熱量：
Q_R=（I′）²Rt=（0.4A）²×8Ω×60s=76.8J．
答：（1）電源電壓為8V；
（2）當滑片P在b端時燈L的實際功率為1.92W，此時通電1min變阻器產生的熱量為76.8J．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是知道燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等、功率和額定功率相等．