Question

如图所示，电源电压保持6V不变，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，闭合开关后，将滑片移到中点，电流表的示数为0.4A，求：
（1）小灯泡两端的电压
（2）小灯泡消耗的实际功率
（3）若小灯泡的额定功率为1.8W，要使灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值应该是多大？

Answer 1

【答案】分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流；
（1）由欧姆定律求出滑动变阻器两端电压，由串联电路特点可以求出灯泡两端电压；
（2）由P=UI可以求出灯泡实际功率；
（3）根据灯泡两端电压与通过灯泡的电流，由欧姆定律求出灯泡电阻；
根据灯泡电阻、额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡正常工作时的电流，
最后由串联电路特点及欧姆定律可以求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值．
解答：解：（1）滑片在中点时，滑动变阻器接入电路的阻值：
R_滑===10Ω，
∵I=，
∴此时滑动变阻器两端电压：
U_滑=IR_滑=0.4A×10Ω=4V，
灯泡两端电压U_L=U-U_滑=6V-4V=2V；
（2）灯泡实际功率P_L=U_LI=2V×0.4A=0.8W；
（3）∵I=，
∴灯泡电阻R_L===5Ω，
∵P=I²R，
∴灯泡正常发光时，通过灯泡的电流：
I===0.6A，
∵I=，
∴灯泡正常发光时，电路总电阻：
R=R_L+R_滑′===10Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值：
R_滑′=R-R_L=10Ω-5Ω=5Ω；
答：（1）小灯泡两端的电压是2V．
（2）小灯泡消耗的实际功率是0.8W．
（3）灯泡正常发光，滑动变阻器接入电路的阻值应该是5Ω．
点评：本题难度不是很大，熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式即可正确解题．