Question

16．如圖所示，小強做了一個可以調(diào)節(jié)亮度的迷你型夜燈，小燈泡上標有“6V  3W”字樣，電源電壓為9V，變阻器的調(diào)節(jié)范圍是0～30Ω，問：
（1）小燈泡的電阻為多大？
（2）閉合開關，變阻器的電阻調(diào)至多大時，小燈泡會正常發(fā)光？小燈泡正常發(fā)光10s，整個電路產(chǎn)生的總的熱量是多少？
（3）閉合開關，當變阻器接入電路中的阻值為18Ω時，電路中消耗的總功率為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求出小燈泡的電阻；
（2）先根據(jù)歐姆定律求出電路電流，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律求出滑動變阻器的阻值，最后根據(jù)Q=W=UIt求出電路產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路消耗的總功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）燈泡正常工作時通過的電流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
滑動變阻器兩端的電壓：U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
滑動變阻器接入的阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω，
整個電路產(chǎn)生的熱量：Q=W=UI_Lt=9V×0.5A×10s=45J；
（3）電路中的總電阻：R_總=R_L+R′=12Ω+15Ω=27Ω，
電路消耗的總功率：P_總=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{（9V）^{2}}{27Ω}$=3W．
答：（1）小燈泡的電阻為12Ω；
（2）閉合開關，變阻器的電阻調(diào)至6Ω時，小燈泡正常發(fā)光；
小燈泡正常發(fā)光10s，整個電路產(chǎn)生的總的熱量是45J；
（3）閉合開關，當變阻器接入電路中的阻值為18Ω時，電路中消耗的總功率為3W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，要注意燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等．