Question

16．一如圖所示，電源電壓為10V．當(dāng)滑動阻器的滑片P在圖示位置時，標(biāo)有“4V 2W”的小燈泡恰能正常發(fā)光，求：
（1）小燈泡的電阻：
（2）變阻器連入電路的電阻：
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡的電阻：
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出變阻器連入電路的電阻；
（3）根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（4V）^{2}}{2W}$=8Ω；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=10V-4V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$，即$\frac{4V}{8Ω}$=$\frac{6V}{R}$，
解得：R=12Ω；
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q_R=W_R=$\frac{{{U}_{R}}^{2}}{R}$t=$\frac{（6V）^{2}}{12Ω}$×3×60s=540J．
答：（1）小燈泡的電阻為8Ω；
（2）變阻器連入電路的電阻為12Ω；
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為540J．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電熱公式的靈活運用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．