Question

如图所示，一个标有“12V　6W”的灯泡L与一个标有“50Ω　1A”的滑动变阻器R串联后接到电压恒为18V的电源上，请计算：
（1）小灯泡的电阻为多少？
（2）闭合开关后，变阻器的电阻值调至多大时，小灯泡会正常发光？
（3）当灯泡的实际功率是1.5W时，变阻器两端的电压是多少？
（4）当灯泡的实际功率是1.5W时，变阻器1min消耗的电能是多少？

Answer 1

解：（1）根据P=可得，灯泡的电阻：
R_L===24Ω；
（2）小灯泡与滑动变阻器串联，小灯泡正常发光时的电压为12V，
根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I===0.5A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴U_滑=U-U_额=18V-12V=6V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑===12Ω；
（3）当灯泡的实际功率是1.5W时，灯泡两端的实际电压：
U_实===6V，
变阻器两端的电压：
U_滑′=U-U_实=18V-6V=12V；
（4）当灯泡的实际功率是1.5W时，电路中的电流：
I′===0.25A，
变阻器1min消耗的电能：
W_滑′=U_滑′I′t=12V×0.25A×60s=180J．
答：（1）小灯泡的电阻为24Ω；
（2）闭合开关后，变阻器的电阻值调12Ω时，小灯泡会正常发光；
（3）当灯泡的实际功率是1.5W时，变阻器两端的电压是12V；
（4）当灯泡的实际功率是1.5W时，变阻器1min消耗的电能是180J．
分析：（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中电阻的大小；
（3）根据P=求出当灯泡的实际功率是1.5W时灯泡两端的电压，根据串联电路中的电压特点求出变阻器两端的电压；
（4）根据欧姆定律求出当灯泡的实际功率是1.5W时电路中的电流，根据W=UIt求出变阻器1min消耗的电能．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．