Question

15．如圖所示，小宇做了一個可以調節(jié)亮度的迷你型夜燈，小燈泡上標有“6V 3W”字樣，電源電壓為9V，變阻器的調節(jié)范圍是0～30Ω．小燈泡的電阻為12Ω．閉合開關，變阻器的電阻調至6Ω時，小燈泡會正常發(fā)光．閉合開關，當變阻器接人電路中的阻值為15Ω時，電路中消耗的總功率為3 W．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中的電阻；
（3）根據電阻的串聯和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出當變阻器接人電路中的阻值為15Ω時電路中消耗的總功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$，即$\frac{3V}{R}$=$\frac{6V}{12Ω}$，
解得：R=6Ω；
（3）當變阻器接人電路中的阻值為15Ω時，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中消耗的總功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+R′}$=$\frac{（9V）^{2}}{12Ω+15Ω}$=3W．
故答案為：12；6；3．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．