Question

【題目】如圖所示，燈L標有“6V 3W”字樣，電源電壓1OV，閉合開關S，調節滑動變阻器使燈L正常發光（電源電壓和燈絲電阻保持不變）．求：
（1）燈L正常發光時的電流I．
（2）此時變阻器R0消耗的電功率P2 ．
（3）若沒有滑動變阻器，有兩個燈泡L1“4V 1W”、L2“12V 18W”，請你通過計算說明應選哪一盞燈與L串聯接到原來的電源上也能使L正常發光（如圖）？這兩個電路都能使燈L正常發光，但哪種情況更合理地利用電能？

Answer 1

【答案】
（1）燈L正常發光時的電流為I= = =0.5A

答：燈L正常發光時的電流I為0.5A

（2）變阻器和燈L串聯，I2=I=0.5A，

此時R2兩端電壓U2=U﹣U額=10V一6V=4V，

R2消耗的電功率為P2=U2I2=4V×0.5A=2W．

答：此時變阻器R0消耗的電功率P2為2W

（3）要使燈L正常發光，所選電燈應當分擔的電壓U分=4V，

則所選燈泡的電阻應為

L1、L2的電阻分別為

RL1= = =16Ω，

RL2= = =8Ω，

所以比較可知，應選擇L2合適,選擇串聯燈使L正常發光的電路更合理

答：應選擇L2合適,選擇串聯燈使L正常發光的電路更合理

【解析】（1）根據小燈泡的額定電壓和額定功率的值，結合電功率的計算公式：P=UI，即可求出燈L正常發光時的電流．（2）根據串聯電路中電流、電壓的規律求出變阻器R0中的電流和電壓，利用計算公式P=UI，即可求出變阻器R0消耗的電功率．（3）先求出燈L正常發光時與其串聯的電阻大小，再求出燈L1、L2阻值大小，應選符合阻值的燈泡．這兩個電路都能使燈L正常發光，但第一個有一部分電能會被滑動變阻器損耗掉，第二個中串聯在電路中的燈也可發光，所以第二個圖更合理地利用電能．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律的變形公式的相關知識，掌握公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統一，以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．