Question

11．如圖所示，小燈泡標“6V，3W”字樣，電源電壓不變，當滑動變阻器連入電路的電 阻為4Ω時，燈泡恰好正常發(fā)光．求：
（1）電源電壓是多大？
（2）改變滑動變阻器滑片P的位 置，使電路消耗的總功率為3.2W，此時小燈泡的實際功率多大（燈絲電阻不變）？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計算出小燈泡的電阻，根據I=$\frac{P}{U}$計算電路中的電流，根據串聯(lián)電路電阻的特點，求出電路中的總電阻，最后利用公式U=IR計算電源電壓；
（2）已知電源電壓和電路消耗的總功率，可利用公式I=$\frac{P}{U}$計算出此時電路中的電流，已知小燈泡的電阻，再利用公式P=I²R計算出小燈泡的實際功率．

解答 解：由電路圖可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{P}$可得燈泡電阻：
R_燈=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
由P=UI可得此時電路中的電流為：
I=I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
滑動變阻器連入電路的電阻為4Ω，
所以電路中的總電阻為：R=R_燈+R_滑=12Ω+4Ω=16Ω，
電源電壓為：U=IR=0.5A×16Ω=8V；
（2）電路消耗的總功率P=3.2W，U=8V，
所以此時電路中的電流為：I′=$\frac{P}{U}$=$\frac{3.2W}{8V}$=0.4A，
所以小燈泡的實際功率為：
P_實=I′²R_燈=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：（1）電源電壓是8V；
（2）電路消耗的總功率為3.2W時，小燈泡的實際功率為1.92W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路中電流和電阻的特點，可以利用歐姆定律計算電流，并可以利用電功率計算電阻和電流，需要注意的是：P=I²R和P=$\frac{{U}^{2}}{P}$這兩個公式在電功率計算題里要經常用到．