Question

如圖所示，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V，3W”字樣，滑動變阻器最大阻值為24歐．
（1）小燈泡正常工作10分鐘將消耗多少電能？
（2）當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時，小燈泡恰好正常發(fā)光．則電源電壓為多少伏？
（3）當(dāng)滑動變阻器滑片P在b端時，小燈泡的電功率為多少瓦？

Answer 1

【答案】分析：（1）由于燈泡正常工作，則由額定功率即可利用W=Pt計算消耗電能
（2）由燈的額定電壓及額定功率利用功率公式P=UI可求得通過燈泡的電流，再由歐姆定律可求得電阻；因L與電阻R串聯(lián)，由歐姆定律可求得R兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓；
（3）當(dāng)滑動變阻器滑片P在b端時，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電路的電流，利用P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．
解答：解：（1）∵燈泡正常工作，則燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，
∴消耗電能為：W=Pt=3W×10×60s=1800J；
（2）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時，R′=R_滑=×24Ω=12Ω；
∵燈正常發(fā)光時的電流I===0.5A，
∴U′=IR′=0.5A×12Ω=6V，
∴電源電壓U=U_L+U′=6V+6V=12V．
（3）∵燈泡電阻為R_L===12Ω；
∴滑動變阻器滑片P在b端時，電路中最大電阻為R_總=R_L+R_滑=12Ω+24Ω=36Ω，
電路中的電流為I′===A，
燈泡的實(shí)際功率為P_L′=（I′）²R_L=（A）²×12Ω≈1.33W．
答：（1）小燈泡正常工作10分鐘將消耗的電能為1800J；
（2）電源電壓為12V；
（3）當(dāng)滑動變阻器滑片P在b端時，燈泡的實(shí)際功率約為1.33W．
點(diǎn)評：本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律、歐姆定律及電功的公式應(yīng)用，應(yīng)注意燈泡正常工作即工作在額定電壓下．