Question

11．如圖所示電路中，燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣．電源電壓恒定為9V，不考慮溫度對燈泡電阻的影響，求：
（1）燈泡L正常發(fā)光時的電流；
（2）燈泡L正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的電阻；
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2，求此時燈泡L的實際功率．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出正常發(fā)光時的電流；
（2）由電路圖可知，L與R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡L正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，根據(jù)P=UI求出燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2時它們兩端的電壓之比，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡L正常發(fā)光時的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）由電路圖可知，L與R串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡L正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2時，燈泡與滑動變阻器兩端的電壓之比：
$\frac{{U}_{L}′}{{U}_{R}′}$=$\frac{\frac{{P}_{L}′}{I}}{\frac{{P}_{R}}{I}}$=$\frac{{P}_{L}′}{{P}_{R}}$=$\frac{1}{2}$，即U_R′=2U_L′，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，U=U_R′+U_L′=2U_L′+U_L′=3U_L′=9V，
解得：U_L′=3V，
則燈泡的實際功率：
P_L′=$\frac{（{U}_{L}′）^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{12Ω}$=0.75W．
答：（1）燈泡L正常發(fā)光時的電流為0.5A；
（2）燈泡L正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的電阻為6Ω；
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2，此時燈泡L的實際功率為0.75W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，利用好“燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2”是關(guān)鍵．