Question

12．如图为某同学设计的调光灯电路，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光．已知变阻器R₁的规格为“10Ω 1A”，灯泡L上标有“6V 3.6W”字样，电源电压恒为9V．
（1）求小灯泡的额定电流；
（2）求定值电阻R₀的阻值；
（3）当S接触c点时，调节R₁滑片至中点位置，电路中的电流为0.5A，求此时灯泡的实际功率．

Answer 1

分析 （1）根据I=$\frac{P}{U}$算出小灯泡的额定电流；
（2）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式，然后求定值电阻R₀的阻值；
（3）根据电路中的电流为0.5A，求出总电阻，根据串联电路的电阻特点求出地球的电阻，根据P=I²R求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）由P=UI得，
小灯泡的额定电流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡正常发光时，定值电阻R₀两端的电压：
U₀=U-U_L=9V-6V=3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：I=0.6A，
定值电阻R₀的阻值：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
（3）当S接触c点时，调节R₁的滑片至中点位置时R₁=5Ω，电路中的电流为：I′=0.5A，
电路的总电阻：R=$\frac{U}{{I}^{′}}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
灯泡的电阻为：R_L=R-R₁-R₀=18Ω-5Ω-5Ω=8Ω，
灯泡的实际功率为：P_L=I²R=（0.5A）²×8Ω=2W．
答：（1）小灯泡的额定电流为0.6A；
（2）定值电阻R₀的阻值为5Ω；
（3）当S接触c点时，调节滑片至中点位置，电路中的电流为0.5A，此时灯泡的实际功率为2W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．