Question

1．如图所示，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为30Ω的滑动变阻器串联在电路中．当滑动变阻器连入电路中的电阻为12Ω时灯正常发光．（不考虑灯泡电阻受温度影响，电源电压不变）求：当滑动变阻器连入电路的电阻为18Ω时．
（1）灯泡电阻．                                           
（2）电源电压．
（3）滑动变阻器R两端电压．
（4）灯泡的实际功率．

Answer 1

分析 （1）由灯的铭牌可知额定电压和额定功率，利用功率公式I=$\frac{P}{U}$可求得通过灯泡的额定电流，再由欧姆定律求出电阻；
（2）因L与电阻R串联，由欧姆定律可求得R两端的电压，利用串联电路的电压规律可求得电源电压；
（3）当变阻器连入电路的电阻为18Ω时，先根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出变阻器两端电压；
（4）根据P=I²R求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）灯正常发光时的电流I_L=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
灯泡电阻为R_L=$\frac{{U}_{L额}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）电源电压：U=U_L+IR=6V+0.5A×12Ω=12V．
（3）当变阻器连入电路的电阻为18Ω时，
电路中的电流为I=$\frac{U}{{R}_{L}+R′}$=$\frac{12V}{12Ω+18Ω}$=0.4A，
变阻器两端电压为：U_滑=IR′=0.4A×18Ω=7.2V；
（4）灯泡的实际功率为P_L′=I²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：（1）灯泡电阻为12Ω；
（2）电源电压为12V；
（3）变阻器两端电压为7.2V；
（4）灯泡的实际功率为1.92W．

点评 本题考查串联电路的规律、欧姆定律及电功的公式应用，应注意灯泡正常工作时即在额定电压下工作．