Question

在如图所示电路中，L是标有“6V 3W”字样的小电灯，它与定值电阻R．和滑动变阻器R组成串联电路，电源电压保持8V不变．无论变阻器滑片怎样移动，小电灯两端电压都不超过3V～6V的范围．忽略温度变化对灯丝电阻的影响，求：
①小电灯L的阻值R_L；
②定值电阻R的阻值；
③当滑动变阻器阻值为最大时，定值电阻R消耗的电功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）由灯泡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P=可求得灯泡的电阻；
（2）由题意可知，当滑动变阻器接入电阻为零时，灯泡应达到最大电压，即灯泡应正常发光，则由串联电路的电流规律可求得通过R的电流，由串联电路的电压规律可求得R两端的电压，则由欧姆定律可求得R的阻值；
（3）当滑动变阻器接入电阻最大时，由题意可知此时灯泡两端的电压，由欧姆定律可求得电路中的电流，由功率公式P=I²R可求得R消耗的功率．
解答：解：（1）由题意知，灯泡的额定电压为6V，灯泡的功率为3W；
R _L==12Ω；
（2）当滑动变阻器阻值为零时，小电灯正常发光，U_L=6V；
U=U_总-U_L=8V-6V=2V；
I=I_L==0.5A；
R===4Ω；
（3）当滑动变阻器阻值为最大时，U_L=3V；
I=I_L===0.25A；
P=I²R=（0.25A）²×4Ω=0.25W；
答：（1）小电灯的电阻是12Ω；（2）定值电阻的阻值是4Ω；（3）滑动变阻器阻值最大时定值电阻消耗的电功率是0.25W．
点评：本题考查欧姆定律及功率公式的使用，本题的解题关键在于理解题意中灯泡电压的范围的意义，当滑动变阻器接入电阻为0时，灯泡的电压最大；当滑动变阻器接入电阻最大时，灯泡两端的电压最小．