Question

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

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時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)電路的電壓特點求出燈泡正常發(fā)光時變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點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歐姆時電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的實際功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（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，當變阻器的阻值14歐姆時電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R′}$=$\frac{10V}{6Ω+14Ω}$=0.5A，
燈泡的實際功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.5A）²×6Ω=1.5W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻為6歐；
（2）當小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的電阻為4歐；
（3）滑動變阻器的阻值14歐姆時，此時燈的實際功率為1.5瓦．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．