Question

如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V，3W”字样，滑动变阻器最大阻值为20Ω．
问：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）小灯泡正常工作5min消耗的电能是多少？
（3）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，则电源电压为多少？

Answer 1

解：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是R_L===12Ω；
（2）小灯泡正常工作5min消耗的电能W=Pt=3W×5×60s=900J．
（3）当滑片P在中点时，
电路电流I===0.5A，
滑动变阻器两端的电压U_滑=IR_滑=0.5A×10Ω=5V，
所以电源电压U=U_滑+U_额=5V+6V=11V．
答：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是12Ω；
（2）小灯泡正常工作5min消耗的电能是900J；
（3）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，则电源电压为11V．
分析：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，利用公式R=得到灯丝电阻；
（2）已知灯泡正常工作的功率和时间，利用W=Pt得到灯泡消耗的电能；
（3）已知滑片在中点，可以得到滑动变阻器接入电路的电阻；已知灯泡正常发光，可以得到电路电流；已知电路电流和滑动变阻器接入电路的电阻，可以得到滑动变阻器两端电压；已知滑动变阻器两端电压和灯泡两端电压，利用公式U=U₁+U₂得到电源电压．
点评：本题考查消耗电能、工作电流和电压的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，重点是明白电路中各个用电器的连接情况和串联电路中电流和电压的规律．