Question

14．如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“6V  3W”．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為24Ω，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片剛好在中點(diǎn)（設(shè)燈絲電阻不隨溫度而變化）求：
（1）電源電壓
（2）小燈泡發(fā)光最暗時(shí)通電1min消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）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(guò)燈泡的電流，再由歐姆定律可求得燈泡的電阻；因?yàn)闊鬖與滑動(dòng)變阻器串聯(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；
（2）電源電壓是一定的，所以電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，小燈泡的發(fā)光最暗，求出此時(shí)的電流便可以求得此時(shí)小燈泡消耗的電能．

解答 解：（1）由P=UI得，小燈泡的額定電流為：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡的電阻為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的最大阻值為24Ω，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片剛好在中點(diǎn)，
所以電源電壓為：
U_總=U+U_滑=I（R+R_滑）=0.5A×（12Ω+12Ω）=12V
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小：
I′=$\frac{{U}_{總}(cāng)}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{12V}{12Ω+24Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
此時(shí)小燈泡1min消耗的電能為：
W=I^′2Rt=（$\frac{1}{3}$A）²×12Ω×1×60s=80J
答：電源電壓是12V，小燈泡發(fā)光最暗時(shí)，1min消耗電能是80J．

點(diǎn)評(píng) 分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律及電功率公式是正確解題的關(guān)鍵．