Question

如图所示，标有“6V 3W”字样的小灯泡与最大阻值为10Ω的滑动变阻器串联在电路中．当变阻器连入电路中的电阻为6Ω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：
（1）电源电压；
（2）灯泡正常发光时，通过变阻器的电流在1min内产生的热量．

Answer 1

分析：（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，利用功率公式P=UI求出灯泡的额定电流，再由欧姆定律求出灯泡的电阻；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；
（2）根据Q=UIt求出通过变阻器的电流在1min内产生的热量．

解答：解：（1）根据P=UI可得，灯正常发光时的电流：
I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
根据欧姆定律可得，灯泡电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω；
∵串联电路中各处的电流相等，
∴滑动变阻器R两端的电压：
U_R=IR=IL_R=0.5A×6Ω=3V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源电压U=U_L+U_R=6V+3V=9V；
（2）通过变阻器的电流在1min内产生的热量：
Q=U_RIt=U_RI_Lt=3V×0.5A×60s=90J．
答：（1）电源电压为9V；
（2）灯泡正常发光时，通过变阻器的电流在1min内产生的热量为90J．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等、功率和额定功率相等．