Question

如圖所示，設電源電壓恒定不變，燈絲電阻不變，小燈L標有“6V、3W”的字樣．閉合開關，當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡正常發光；當滑片P移到c處時，電流表的示數為0.2A，求：
（1）電源電壓；
（2）燈絲的電阻；
（3）滑片P移到c處時，小燈泡的實際功率；
（4）滑片P移到c處時，通電10min，滑動變阻器消耗的電能．

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，燈泡與滑動變阻器串聯；
（1）燈泡在額定電壓下正常發光，根據題意求出電源電壓．
（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際功率．
（4）由串聯電路特點求出滑動變阻器兩端電壓，由W=UIt求出滑動變阻器消耗的電能．

解答：解：（1）由電路圖可知，當滑動變阻器的滑片P移到a端時，滑動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，小燈泡的實際功率：
P_L實際=I²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W；
（4）∵I=

U

R

，
∴滑片P移到c處時，小燈泡兩端電壓：
U_L′=IR_L=0.2A×12Ω=2.4V，
滑動變阻器兩端電壓：
U_滑=U-U_L′=6V-2.4V=3.6V，
通電t=10min=600s，滑動變阻器消耗的電能：
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，小燈泡的實際功率為0.48W；
（4）滑片P移到c處時，通電10min，滑動變阻器消耗的電能為432J．

點評：本題考查了求電源電壓、燈絲電阻、燈泡功率、滑動變阻器消耗的電能等問題，分析清楚電路結構、應用串聯電路特點、歐姆定律、電功率公式及其變形公式即可正確解題．