Question

8．如圖所示，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”，電源電壓恒定不變．（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）
（1）求小燈泡的電阻；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為4Ω時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，求電源電壓；
（3）改變滑片的位置，使燈泡實(shí)際消耗的功率為1.92W時(shí)，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡的電阻；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的電流，利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）根據(jù)P=I²R求出燈泡實(shí)際消耗的功率為1.92W時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，利用P=I²R求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R_L+R_滑）=0.5A×（12Ω+4Ω）=8V；
（3）由P=I²R可得，燈泡實(shí)際消耗的功率為1.92W時(shí)，電路中的電流：
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{L}′}{{R}_{L}}}$=$\sqrt{\frac{1.92W}{12Ω}}$=0.4A，
此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑′=R-R_L=20Ω-12Ω=8Ω
此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P_滑=（I′）²R_滑′=（0.4A）²×8Ω=1.28W．
答：（1）小燈泡的電阻為12Ω；
（2）電源的電壓為8V；
（3）此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的實(shí)際功率為1.28W．

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，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．