Question

19．如圖所示，電源電壓為10V且保持不變，小燈泡標(biāo)有“6V  6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20歐姆，小燈泡燈絲的電阻受溫度的影響忽略不計(jì)，求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為多少歐？
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻為多少歐？
（3）滑動(dòng)變阻器的阻值14歐姆時(shí)，此時(shí)燈的實(shí)際功率為多少瓦？

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，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中的電阻；
（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出變阻器的阻值14歐姆時(shí)電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．

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，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（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，變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=10V-6V=4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$，即$\frac{4V}{R}$=$\frac{6V}{6Ω}$，
解得：R=4Ω；
（3）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，當(dāng)變阻器的阻值14歐姆時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R′}$=$\frac{10V}{6Ω+14Ω}$=0.5A，
燈泡的實(shí)際功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.5A）²×6Ω=1.5W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為6歐；
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻為4歐；
（3）滑動(dòng)變阻器的阻值14歐姆時(shí)，此時(shí)燈的實(shí)際功率為1.5瓦．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．