Question

12．一只标有“6V、3W”的小灯泡，接在如图所示的电路中，设电源电压和灯丝电阻均不变，求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器连入电路中的电阻为6Ω时，闭合开关后小灯泡恰能正常发光，求电源电压是多少？此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）根据串联电路的电流特点和P=UI求出灯泡正常发光时电路中的电流，根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压，利用P=UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，变阻器两端的电压：
U_R=IR=0.5A×6Ω=3V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U_L+U_R=6V+3V=9V，
此时滑动变阻器消耗的电功率：
P_R=U_RI=3V×0.5A=1.5W．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是12Ω；
（2）电源的电压是9V，此时滑动变阻器消耗的电功率是1.5W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．