Question

【题目】如图所示，灯L标有“6V 3W”字样，电源电压1OV，闭合开关S，调节滑动变阻器使灯L正常发光（电源电压和灯丝电阻保持不变）．求：
（1）灯L正常发光时的电流I．
（2）此时变阻器R0消耗的电功率P2 ．
（3）若没有滑动变阻器，有两个灯泡L1“4V 1W”、L2“12V 18W”，请你通过计算说明应选哪一盏灯与L串联接到原来的电源上也能使L正常发光（如图）？这两个电路都能使灯L正常发光，但哪种情况更合理地利用电能？

Answer 1

【答案】
（1）灯L正常发光时的电流为I= = =0.5A

答：灯L正常发光时的电流I为0.5A

（2）变阻器和灯L串联，I2=I=0.5A，

此时R2两端电压U2=U﹣U额=10V一6V=4V，

R2消耗的电功率为P2=U2I2=4V×0.5A=2W．

答：此时变阻器R0消耗的电功率P2为2W

（3）要使灯L正常发光，所选电灯应当分担的电压U分=4V，

则所选灯泡的电阻应为

L1、L2的电阻分别为

RL1= = =16Ω，

RL2= = =8Ω，

所以比较可知，应选择L2合适,选择串联灯使L正常发光的电路更合理

答：应选择L2合适,选择串联灯使L正常发光的电路更合理

【解析】（1）根据小灯泡的额定电压和额定功率的值，结合电功率的计算公式：P=UI，即可求出灯L正常发光时的电流．（2）根据串联电路中电流、电压的规律求出变阻器R0中的电流和电压，利用计算公式P=UI，即可求出变阻器R0消耗的电功率．（3）先求出灯L正常发光时与其串联的电阻大小，再求出灯L1、L2阻值大小，应选符合阻值的灯泡．这两个电路都能使灯L正常发光，但第一个有一部分电能会被滑动变阻器损耗掉，第二个中串联在电路中的灯也可发光，所以第二个图更合理地利用电能．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律的变形公式的相关知识，掌握公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一，以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．