Question

如图所示，电路中灯L标有“6V，3W”字样，R是0～8Ω的变阻器，当变阻器的滑片P在中点时，闭合开关S，灯L能正常发光，求：
（1）电源电压；
（2）当滑片P在b端时，灯L的实际功率；此时通电1min，变阻器产生的热量．

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI和串联电路中的电流特点求出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）先根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律求出滑片P在b端时电路中的电流，根据P=I²R求出灯L的实际功率，根据Q=I²Rt求出通电1min变阻器产生的热量．

解答：解：（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，
∵灯泡正常发光，且串联电路中各处的电流相等，
∴根据P=UI可得，电路中的电流：
I=I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
滑动变阻器两端的电压：
U_R=I×

R

2

=0.5A×

8Ω

2

=2V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压：
U=U_L+U_R=6V+2V=8V；
（2）灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I′=

U

RL+R

=

8V

12Ω+8Ω

=0.4A，
灯泡的实际功率：
P_L实=（I′）²R_L=（0.4A）²×12Ω=1.92W，
通电1min变阻器产生的热量：
Q_R=（I′）²Rt=（0.4A）²×8Ω×60s=76.8J．
答：（1）电源电压为8V；
（2）当滑片P在b端时灯L的实际功率为1.92W，此时通电1min变阻器产生的热量为76.8J．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等、功率和额定功率相等．