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16.如图所示,小强做了一个可以调节亮度的迷你型夜灯,小灯泡上标有“6V  3W”字样,电源电压为9V,变阻器的调节范围是0~30Ω,问:
(1)小灯泡的电阻为多大?
(2)闭合开关,变阻器的电阻调至多大时,小灯泡会正常发光?小灯泡正常发光10s,整个电路产生的总的热量是多少?
(3)闭合开关,当变阻器接入电路中的阻值为18Ω时,电路中消耗的总功率为多少?

分析 (1)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的变形公式求出小灯泡的电阻;
(2)先根据欧姆定律求出电路电流,然后根据串联电路电压的规律和欧姆定律求出滑动变阻器的阻值,最后根据Q=W=UIt求出电路产生的热量;
(3)根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路消耗的总功率.

解答 解:(1)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,灯泡的电阻:RL=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(6V)^{2}}{3W}$=12Ω;
(2)灯泡正常工作时通过的电流:IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
滑动变阻器两端的电压:UR=U-UL=9V-6V=3V,
滑动变阻器接入的阻值:R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω,
整个电路产生的热量:Q=W=UILt=9V×0.5A×10s=45J;
(3)电路中的总电阻:R=RL+R′=12Ω+15Ω=27Ω,
电路消耗的总功率:P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{(9V)^{2}}{27Ω}$=3W.
答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)闭合开关,变阻器的电阻调至6Ω时,小灯泡正常发光;
小灯泡正常发光10s,整个电路产生的总的热量是45J;
(3)闭合开关,当变阻器接入电路中的阻值为18Ω时,电路中消耗的总功率为3W.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用,要注意灯泡正常发光时的功率和额定功率相等.

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