Question

7．如圖所示，電源電壓不變，小燈泡標(biāo)有“6V  3W”字樣，滑動(dòng)變阻器最大阻值為24Ω．
（1）小燈泡正常工作時(shí)的電阻是多少？
（2）小燈泡正常工作10min將消耗多少電能？
（3）當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．則電源電壓為多少V？

Answer 1

分析 （1）由燈的銘牌可知燈的額定電壓、額定功率，小燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際電壓等于其額定電壓、實(shí)際功率等于額定功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求小燈泡正常工作時(shí)的電阻；
（2）利用W=Pt計(jì)算小燈泡正常工作10min消耗的電能；
（3）由P=UI計(jì)算燈泡正常發(fā)光的電流，當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電源電壓．

解答 解：
（1）小燈泡正常工作時(shí)的電壓U_L=U_額=6V，其功率P_L=P_額=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得小燈泡正常工作時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得小燈泡正常工作10min消耗的電能：
W=P_Lt=3W×10×60s=1800J；
（3）由圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，
由P=UI可得，此時(shí)電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由歐姆定律可得滑動(dòng)變阻器兩端電壓：
U_滑=I×$\frac{1}{2}$R_ab=0.5A×$\frac{1}{2}$×24Ω=6V，
電源電壓：
U=U_L+U_滑=6V+6V=12V．
答：（1）小燈泡正常工作時(shí)的電阻是12Ω；
（2）小燈泡正常工作10min將消耗1800J；
（3）電源電壓為12V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要知道燈泡正常工作兩端電壓等于額定電壓．