Question

9．如圖所示，燈泡L上標(biāo)有“220V 40W”，滑動變阻器R上標(biāo)有“990 5A”，設(shè)燈泡的電阻不隨溫度改變，電源電壓保持220V不變，求：
（1）燈泡的電阻；
（2）燈泡最亮?xí)r實(shí)際消耗的電功率；
（3）燈泡最暗時(shí)，求電路中的電流和滑動變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）由燈的銘牌可知燈的額定電壓和額定功率，由歐姆定律和P=UI可得R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$，據(jù)此求燈泡的電阻；
（2）由圖知，滑動變阻器和燈串聯(lián)，當(dāng)滑片P在A端時(shí)滑動變阻器連入電阻為0，燈泡最亮，此時(shí)燈兩端的電壓等于額定電壓，實(shí)際功率等于額定功率；
（3）當(dāng)滑片P在B端時(shí)滑動變阻器連入電阻最大，R=990Ω，此時(shí)電路中的電流最小，利用歐姆定律求此時(shí)電路中的電流，再利用焦耳定律求每分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：小燈泡的電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
（2）小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片P在A端時(shí)滑動變阻器連入電阻為0，燈泡最亮，此時(shí)燈正常發(fā)光：
P_實(shí)=P_額=40W；
（3）當(dāng)滑片P在B端時(shí)滑動變阻器連入電阻最大，R=990Ω，電路總阻值為R_總=R+R_L=990Ω+1210Ω=2200Ω，
此時(shí)的電流最小，燈泡最暗：
I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{220V}{2200Ω}$=0.1A，
每分鐘滑動變阻器產(chǎn)生的熱量：
Q_R=I²Rt=（0.1A）²×990Ω×60s=594J．
答：（1）燈泡的電阻為1210Ω；
（2）燈泡最亮?xí)r實(shí)際消耗的電功率為40W；
（3）燈泡最暗時(shí)，電路中的電流為0.1A，滑動變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量為594J．

點(diǎn)評 本題考查功率的計(jì)算，關(guān)鍵：一是分析電路圖，得出滑片P在A、B端時(shí)的電路組成，二是歐姆定律和焦耳定律的運(yùn)用（注意三量同體）．