Question

12．一只標(biāo)有“6V、3W”的小燈泡，接在如圖所示的電路中，設(shè)電源電壓和燈絲電阻均不變，求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為6Ω時(shí)，閉合開關(guān)后小燈泡恰能正常發(fā)光，求電源電壓是多少？此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，利用P=UI求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，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，
所以，由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，變阻器兩端的電壓：
U_R=IR=0.5A×6Ω=3V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_R=6V+3V=9V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P_R=U_RI=3V×0.5A=1.5W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是12Ω；
（2）電源的電壓是9V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是1.5W．

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．