Question

如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V，3W”字样，滑动变阻器最大阻值为24欧．
（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能？
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光．则电源电压为多少伏？
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，小灯泡的电功率为多少瓦？

Answer 1

分析：（1）由于灯泡正常工作，则由额定功率即可利用W=Pt计算消耗电能
（2）由灯的额定电压及额定功率利用功率公式P=UI可求得通过灯泡的电流，再由欧姆定律可求得电阻；因L与电阻R串联，由欧姆定律可求得R两端的电压，利用串联电路的电压规律可求得电源电压；
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，根据欧姆定律和串联电路的特点求出电路的电流，利用P=I²R求出灯泡的实际功率．

解答：解：（1）∵灯泡正常工作，则灯泡的实际功率等于额定功率，
∴消耗电能为：W=Pt=3W×10×60s=1800J；
（2）灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P在中点时，R′=

1

2

R_滑=

1

2

×24Ω=12Ω；
∵灯正常发光时的电流I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
∴U′=IR′=0.5A×12Ω=6V，
∴电源电压U=U_L+U′=6V+6V=12V．
（3）∵灯泡电阻为R_L=

UL

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
∴滑动变阻器滑片P在b端时，电路中最大电阻为R_总=R_L+R_滑=12Ω+24Ω=36Ω，
电路中的电流为I′=

U

R总

=

12V

36Ω

=

1

3

A，
灯泡的实际功率为P_L′=（I′）²R_L=（

1

3

A）²×12Ω≈1.33W．
答：（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗的电能为1800J；
（2）电源电压为12V；
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，灯泡的实际功率约为1.33W．

点评：本题考查串联电路的规律、欧姆定律及电功的公式应用，应注意灯泡正常工作即工作在额定电压下．