Question

如图所示，设电源电压恒定不变，灯丝电阻不变，小灯L标有“6V、3W”的字样．闭合开关，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，小灯泡正常发光；当滑片P移到c处时，电流表的示数为0.2A，求：
（1）电源电压；
（2）灯丝的电阻；
（3）滑片P移到c处时，小灯泡的实际功率；
（4）滑片P移到c处时，通电10min，滑动变阻器消耗的电能．

Answer 1

分析：由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压6V，额定功率为3W；由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联；
（1）灯泡在额定电压下正常发光，根据题意求出电源电压．
（2）已知额定电压与额定功率，由电功率公式可以求出灯丝电阻．
（3）已知电流与电阻，由电功率公式可以求出灯泡实际功率．
（4）由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，由W=UIt求出滑动变阻器消耗的电能．

解答：解：（1）由电路图可知，当滑动变阻器的滑片P移到a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡接在电源两端，灯泡两端电压等于电源电压，小灯泡正常发光，灯泡两端电压等于其额定电压6V，则电源电压为6V．
（2）∵P=

U2

R

，
∴灯丝电阻R=

U 2 L额

PL额

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（3）滑片P移到c处时，小灯泡的实际功率：
P_L实际=I²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W；
（4）∵I=

U

R

，
∴滑片P移到c处时，小灯泡两端电压：
U_L′=IR_L=0.2A×12Ω=2.4V，
滑动变阻器两端电压：
U_滑=U-U_L′=6V-2.4V=3.6V，
通电t=10min=600s，滑动变阻器消耗的电能：
W=U_滑It=3.6V×0.2A×600s=432J．
答：（1）电源电压为6V；
（2）灯丝的电阻为12Ω；
（3）滑片P移到c处时，小灯泡的实际功率为0.48W；
（4）滑片P移到c处时，通电10min，滑动变阻器消耗的电能为432J．

点评：本题考查了求电源电压、灯丝电阻、灯泡功率、滑动变阻器消耗的电能等问题，分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式即可正确解题．