Question

小王同学在实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯，他设计的电路如图所示．灯泡上标有“220V 40W”，滑动变阻器R上标有“990Ω  5A”设灯泡的电阻不随温度改变，电源电压保持220V不变，求：
（1）灯泡的电阻；
（2）灯泡最亮时和最暗时，灯泡实际消耗的电功率；
（3）灯泡最暗时，滑动变阻器每分钟产生的热量．

Answer 1

分析：（1）由台灯的铭牌信息可知灯泡的额定电压及额定功率，则由功率公式可求得灯泡的电阻；
（2）当滑动变阻器接入电阻最小时，由欧姆定律可得，电路中电流最大，则灯泡消耗的功率最大，灯泡最亮；当滑动变阻器全部接入时，由欧姆定律可得电路中电流最小，则灯泡的功率最小；
（3）由焦耳定律可求得变阻器每分钟产生的热量．

解答：解：（1）由功率公式得：
电灯电阻R_灯=

U2

P

=

(220V)2

40W

=1210Ω．
（2）当R_小=0时，灯最亮，U_灯=220V，故P_亮=40W；
灯最暗时，灯与R串联，R=990Ω；
则由欧姆定律可得：
I=

U

R灯+R

=

220V

1210Ω+990Ω

=0.1A；
P_暗=I²R_灯=（0.1A）²×1210Ω=12.1W．
（3）灯最暗时，变阻器每分钟产生的热量：
Q=I²Rt=（0.1A）²×990Ω×60s=594J．
答：（1）电灯的电阻为1210Ω；
（2）灯泡最亮时消耗的功率40W，灯泡最暗时灯泡消耗的功率为12.1W；
（3）灯最暗时，变阻器每分钟产生的热量为594J．

点评：本题考查欧姆定律的使用、功率公式及焦耳定律，要求学生对以上内容及能做到熟练应用．