Question

10．如圖所示，標(biāo)有“6V 3W”字樣的小燈泡與最大阻值為30Ω的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)變阻器連入電路中的電阻為12Ω時(shí)，燈泡正常發(fā)光（不考慮燈泡電阻受溫度影響，電源電壓不變）．求：
（l）燈泡電阻、電源電壓；
（2）當(dāng)變阻器連入電路的電阻為18Ω時(shí)，變阻器兩端電壓； 燈泡的實(shí)際功率．

Answer 1

分析 （1）由燈的額定電壓及額定功率利用功率公式P=UI可求得通過燈泡的電流，再由歐姆定律可求得電阻；
因L與電阻R串聯(lián)，由歐姆定律可求得R兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓；
（2）變阻器連入電路的電阻為18Ω時(shí)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電路的電流，利用P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）根據(jù)P=UI可得，燈正常發(fā)光時(shí)的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
電源電壓：
U=U_L+IR=6V+0.5A×12Ω=12V．
（2）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，當(dāng)變阻器連入電路的電阻為18Ω時(shí)，
電路中的電阻：
R_總=R_L+R′=12Ω+18Ω=30Ω，
電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{12V}{30Ω}$=0.4A，
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，變阻器的電壓：
U_滑=I′R′=0.4A×18Ω=7.2V，
燈泡的實(shí)際功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W．
答：（l）燈泡電阻為12Ω，電源電壓為12V；
（2）當(dāng)變阻器連入電路的電阻為18Ω時(shí)，變阻器兩端電壓為7.2V，燈泡的實(shí)際功率為1.92W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律、歐姆定律及電功的公式應(yīng)用，應(yīng)注意燈泡正常工作的電壓即額定電壓．