Question

如圖示：電源電壓為12V，R=12Ω，燈L標有“8V，8W”字樣，開關(guān)K斷開，移動R’的滑片使燈L正常發(fā)光，求R′連入電路中的電阻．當開關(guān)K閉合時，將R′滑片滑至最左端（設(shè)燈L此時不會損壞），求電路消耗的總功率及燈L消耗的功率．

Answer 1

解：
（1）已知燈泡的額定電壓U_額=8V，額定功率為P_額=8W，所以正常發(fā)光的電流為
I===1A
已知電源電壓U=12V，燈泡兩端電壓U_L=U_額=8V，所以滑動變阻器兩端電壓為
U′=U-U_L=12V-8V=4V
滑動變阻器接入電路電阻為
R′===4Ω
答：燈L正常發(fā)光時，R′連入電路中的電阻為4Ω．
（2）燈泡電阻為R_L===8Ω
燈泡和定值電阻并聯(lián)后的總電阻為
R_并===4.8Ω
電路消耗的總功率為
P_總===30W
燈泡消耗的實際功率為
P_實===18W
答：將R′滑片滑至最左端時，電路消耗的總功率為30W；燈泡消耗的實際功率為18W．
分析：（1）開關(guān)K斷開時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)．已知燈泡正常發(fā)光，即實際電壓等于額定電壓，又知道電源電壓，所以能得到滑動變阻器兩端電壓；燈泡正常發(fā)光時的電流也就是滑動變阻器通過的電流；最后利用R=計算滑動變阻器接入電路的電阻．
（2）開關(guān)K閉合，滑片在最左端時，定值電阻R和燈泡L并聯(lián)．已知燈泡和定值電阻阻值，可以得到并聯(lián)總電阻R_并；電路消耗的總功率用P=計算；燈L消耗的功率用P=計算．
點評：在電學(xué)計算題中，一般電源電壓和用電器的電阻是不變的，所以電路總功率和某個用電器的實際功率大多用P=計算．