Question

4．如图所示，小明设计了一个调光灯的电路．灯泡L标有“6V 3W”，R为滑动变阻器，电源电压U=9V．闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使灯正常发光．求：
（1）电路中的电流．
（2）此时滑动变阻器接入电路的电阻值
（3）整个电路在1min内消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流；
（2）根据串联电路中的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；
（3）已知电源电压、电流以及工作的时间，根据W=UIt即可求出电路消耗的电能．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6V，功率P_L=3W；
因串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：U_R=U-U_L=9V-6V=3V；
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（3）电路消耗的电能：W=UIt=9V×0.5A×60s=270J．
答：（1）电路中的电流为0.2A；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω；
（3）整个电路在1min内消耗的电能为270J．

点评 此题考查的是电功率变形公式的应用、串联电路的特点以及欧姆定律的应用，解决此类问题的关键是熟悉电路特点，灵活选择公式或公式变形．