Question

9．如圖所示，小燈泡L標(biāo)有“6V，3W”字樣，閉合開(kāi)關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為3V，這時(shí)燈泡正常發(fā)光（忽略溫度對(duì)燈泡電阻的影響）．求：
（1）燈正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的接入電路中的有效電阻；
（2）電源電壓；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是18Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）分析電路，根據(jù)燈泡正常工作時(shí)的特點(diǎn)求出電路中的電流，由歐姆定律求出變阻器的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律解題；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，求出變阻器兩端電壓，由P=UI變形解題．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)燈泡的電流：
I_燈=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由圖可知，L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓U_R=3V，
R接入電路中的有效電阻：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{燈}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（2）由題可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，
則小燈泡兩端的電壓：U_燈=U_額=6V，
L與R串聯(lián)，所以電源電壓：U=U_燈+U_R=6V+3V=9V；
（3）燈泡的電阻：R_燈=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
當(dāng)R'=18Ω時(shí)，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{燈}+R'}$=$\frac{9V}{12Ω+18Ω}$=0.3A，
滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率：P_R=I²R'=（0.3A）²×18Ω=1.62W．
答：（1）燈正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的接入電路中的有效電阻為6Ω；
（2）電源電壓為9V；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是18Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率為1.62W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)和歐姆定律的計(jì)算；能根據(jù)燈泡正常發(fā)光，利用電功率公式確定電路中的電流和燈泡兩端的電壓是解決本題的關(guān)鍵．