Question

6．如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V  3W”的字样，移动滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，电压表的示数为3V，求：
（1）小灯泡正常发光时1分钟消耗的电能为多少J？
（2）电源电压为多少V？
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为多少Ω？消耗的电功率为多少W？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=UIt=Pt求出1分钟消耗的电能；
（2）根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，根据P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，小灯泡正常发光时1分钟消耗的电能：
W_L=P_Lt=3W×60s=180J；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，电源的电压：
U=U_L+U_滑=6V+3V=9V；
（3）因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，
滑动变阻器消耗的电功率：
P_滑=U_滑I=3V×0.5A=1.5W．
答：（1）小灯泡正常发光时1分钟消耗的电能为180J；
（2）电源电压为9V；
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为6Ω，消耗的电功率为1.5W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活运用，要注意用电器正常工作时的功率和额定功率相等．