Question

【題目】如圖所示，燈L標(biāo)有“6V 3W”字樣，電源電壓1OV，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈L正常發(fā)光（電源電壓和燈絲電阻保持不變）．求：
（1）燈L正常發(fā)光時(shí)的電流I．
（2）此時(shí)變阻器R0消耗的電功率P2 ．
（3）若沒(méi)有滑動(dòng)變阻器，有兩個(gè)燈泡L1“4V 1W”、L2“12V 18W”，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)選哪一盞燈與L串聯(lián)接到原來(lái)的電源上也能使L正常發(fā)光（如圖）？這兩個(gè)電路都能使燈L正常發(fā)光，但哪種情況更合理地利用電能？

Answer 1

【答案】
（1）燈L正常發(fā)光時(shí)的電流為I= = =0.5A

答：燈L正常發(fā)光時(shí)的電流I為0.5A

（2）變阻器和燈L串聯(lián)，I2=I=0.5A，

此時(shí)R2兩端電壓U2=U﹣U額=10V一6V=4V，

R2消耗的電功率為P2=U2I2=4V×0.5A=2W．

答：此時(shí)變阻器R0消耗的電功率P2為2W

（3）要使燈L正常發(fā)光，所選電燈應(yīng)當(dāng)分擔(dān)的電壓U分=4V，

則所選燈泡的電阻應(yīng)為

L1、L2的電阻分別為

RL1= = =16Ω，

RL2= = =8Ω，

所以比較可知，應(yīng)選擇L2合適,選擇串聯(lián)燈使L正常發(fā)光的電路更合理

答：應(yīng)選擇L2合適,選擇串聯(lián)燈使L正常發(fā)光的電路更合理

【解析】（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓和額定功率的值，結(jié)合電功率的計(jì)算公式：P=UI，即可求出燈L正常發(fā)光時(shí)的電流．（2）根據(jù)串聯(lián)電路中電流、電壓的規(guī)律求出變阻器R0中的電流和電壓，利用計(jì)算公式P=UI，即可求出變阻器R0消耗的電功率．（3）先求出燈L正常發(fā)光時(shí)與其串聯(lián)的電阻大小，再求出燈L1、L2阻值大小，應(yīng)選符合阻值的燈泡．這兩個(gè)電路都能使燈L正常發(fā)光，但第一個(gè)有一部分電能會(huì)被滑動(dòng)變阻器損耗掉，第二個(gè)中串聯(lián)在電路中的燈也可發(fā)光，所以第二個(gè)圖更合理地利用電能．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律的變形公式的相關(guān)知識(shí)，掌握公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個(gè)量就可求另一個(gè)量；③計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一，以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．