Question

12．如圖所示，燈L上標(biāo)有“6V，3W”字樣，當(dāng)滑動變接入電路的電為6Ω時，燈泡L恰好正常發(fā)光，電源電壓恒定，不考慮溫度對燈泡電阻的影響，求，
（1）燈泡L的電阻是多少？
（2）電源電壓為多大V？
（3）再次調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2，求通電1分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$即可求出燈泡L的電阻；
（2）先根據(jù)P=UI的變形公式求出燈泡的額定電流，然后歐姆定律的變形公式求出電源電壓；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律以及P=UI可知燈泡兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓的大小，根據(jù)歐姆定律求出此時電路電流，再根據(jù)Q=W=UIt即可求出通電1分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量．

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）由P=UI可知，燈泡的額定電流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源電壓：U=I_LR=0.5A×（12Ω+6Ω）=9V；
（3）因為串聯(lián)電路電流相等，而燈泡L與滑動變阻器的實際功率比值為1：2，由P=UI可知，U_L′：U_滑=P_L′：P_滑=1：2；
因為電源電壓等于9V，所以U_L′=$\frac{1}{3}$×9V=3V；U_滑=$\frac{2}{3}$×9V=6V；
電路中的電流：I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A；
通電1分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量：Q=W=UIt=6V×0.25A×60s=30J．
答：（1）燈泡L的電阻是12Ω；
（2）電源電壓為9V；
（3）通電1分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量是30J．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)和歐姆定律的計算；能根據(jù)燈泡正常發(fā)光，利用電功率公式確定電路中的電流和燈泡兩端的電壓是解決本題的關(guān)鍵．