Question

小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示．她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V 6W”、滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样．若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关s后，问：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，会出现的情况是什么？

Answer 1

解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为6W，
根据P=可得，灯泡的电阻：
R_L===6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，接入电路的电阻R=10Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I===0.75A，
电压表的示数：
U_L=IR_L=0.75A×6Ω=4.5V，
电路消耗的总功率：
P=UI=12V×0.75W=9W；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，因电源的电压比灯泡两端的电压大得多，故灯泡会被烧坏．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数为4.5V，电路消耗的总功率是9W；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡会被烧坏．
分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，利用P=UI求出电路消耗的总功率；
（3）当滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，然后与灯泡的额定电压相比判断灯泡会出现的情况．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是知道灯泡两端的实际电压比额定电压大得多时灯泡会被烧坏，如果实际电压略大于额定电压时灯泡会发出耀眼的光芒．