Question

如圖所示，小燈泡標有“6V 3W”字樣，電源電壓不變，當滑動變阻器連入電路的電阻為4Ω時，燈泡恰好正常發(fā)光．（1）求電源電壓是多大；（2）改變變阻器滑片P的位置，使電路消耗的總功率為3.2W，此時小燈泡的實際功率多大（燈絲電阻不變）？

Answer 1

解：小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，
（1）∵U_額=6V，P_額=3W，
∴R_燈===12Ω，
此時電路中的電流為：I=I_額===0.5A，
∵滑動變阻器連入電路的電阻為4Ω，
∴從而可知電路中的總電阻為：R=R_燈+R_滑=12Ω+4Ω=16Ω，
電源電壓為：U=IR=0.5A×16Ω=8V．
答：電源電壓是8V．
（2）∵電路消耗的總功率P=3.2W，U=8V，
∴此時電路中的電流為：I′===0.4A，
又∵燈絲電阻不變，R_燈=12Ω，
∴小燈泡的實際功率為：P_實=I′²R_燈=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：此時小燈泡的實際功率為1.92W．
分析：（1）從圖可知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，已知小燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=計算出小燈泡的電阻，再利用公式I=計算電路中的電流，已知滑動變阻器連入電路的電阻，可利用串聯(lián)電路電阻的特點，求出電路中的總電阻，最后利用公式U=IR計算電源電壓．
（2）已知電源電壓和電路消耗的總功率，可利用公式I=計算出此時電路中的電流，已知小燈泡的電阻，再利用公式P=I²R計算出小燈泡的實際功率．
點評：本題考查了串聯(lián)電路中電流和電阻的特點，可以利用歐姆定律計算電流，并可以利用電功率計算電阻和電流，需要注意的是：P=I²R和P=這兩個公式在電功率計算題里要經(jīng)常用到．