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(2008?徐州)在如图所示电路中,L是标有“6V 3W”字样的小电灯,它与定值电阻R.和滑动变阻器R组成串联电路,电源电压保持8V不变.无论变阻器滑片怎样移动,小电灯两端电压都不超过3V~6V的范围.忽略温度变化对灯丝电阻的影响,求:
①小电灯L的阻值RL
②定值电阻R0的阻值;
③当滑动变阻器阻值为最大时,定值电阻R0消耗的电功率.
分析:(1)由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定电压及额定功率,则由功率公式P=
U2
R
可求得灯泡的电阻;
(2)由题意可知,当滑动变阻器接入电阻为零时,灯泡应达到最大电压,即灯泡应正常发光,则由串联电路的电流规律可求得通过R0的电流,由串联电路的电压规律可求得R0两端的电压,则由欧姆定律可求得R0的阻值;
(3)当滑动变阻器接入电阻最大时,由题意可知此时灯泡两端的电压,由欧姆定律可求得电路中的电流,由功率公式P=I2R可求得R0消耗的功率.
解答:解:(1)由题意知,灯泡的额定电压为6V,灯泡的功率为3W;
L=
U
2
L
P
(6V)2
3W
=12Ω;
(2)当滑动变阻器阻值为零时,小电灯正常发光,UL=6V;
U0=U-UL=8V-6V=2V;
I0=IL
PL
UL
=
3W
6V
=0.5A;
R0=
U0
I0
=
2V
0.5A
=4Ω;
(3)当滑动变阻器阻值为最大时,UL=3V;
I=IL=
U
RL
=
3V
12Ω
=0.25A;
P0=I2R0=(0.25A)2×4Ω=0.25W;
答:(1)小电灯的电阻是12Ω;(2)定值电阻的阻值是4Ω;(3)滑动变阻器阻值最大时定值电阻消耗的电功率是0.25W.
点评:本题考查欧姆定律及功率公式的使用,本题的解题关键在于理解题意中灯泡电压的范围的意义,当滑动变阻器接入电阻为0时,灯泡的电压最大;当滑动变阻器接入电阻最大时,灯泡两端的电压最小.
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