Question

17．小莉在實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)計(jì)的模擬調(diào)光燈電路如圖所示．她選用的電源電壓為12V，小燈泡上標(biāo)有“6V 6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”的字樣．若不考慮溫度對(duì)小燈泡電阻的影響，閉合開關(guān)S后，問：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流、電壓表的示數(shù)以及小燈泡的實(shí)際功率各是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，利用P=UI求出小燈泡消耗的功率；

解答 解：
由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓．
（1）由題知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V，功率為6W，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，接入電路的電阻R=10Ω，
串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{6Ω+10Ω}$=0.75A，
電壓表的示數(shù)：
U_L=IR_L=0.75A×6Ω=4.5V，
燈泡消耗的實(shí)際功率：
P=UI=4.5V×0.75A=3.375W；
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是6Ω；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流0.75A，電壓表的示數(shù)4.5V，小燈泡的實(shí)際功率是3.375W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是小燈泡的實(shí)際功率求解．