Question

3．如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V 3W”字样，滑动变阻器的最大阻值为24Ω．
（1）小灯泡正常工作20min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？

Answer 1

分析 （1）由W=Pt计算小灯泡正常工作20min消耗的电能．
（2）由P=UI计算灯泡正常发光的电流，当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，由串联电路特点和欧姆定律计算电源电压．

解答 解：
（1）由P=$\frac{W}{t}$可得小灯泡正常工作20min消耗的电能：
W=P_额t=3W×20×60s=3600J；
（2）由图知灯泡与滑动变阻器串联，滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，
灯泡两端电压等于其额定电压6V，
由串联电路特点和P=UI可得：
I_滑=I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由欧姆定律可得滑动变阻器两端电压：
U_滑=I_滑×$\frac{1}{2}$R_ab=0.5A×$\frac{1}{2}$×24Ω=6V，
所以电源电压：
U=U_额+U_滑=6V+6V=12V．
答：（1）小灯泡正常工作20min将消耗3600J电能；
（2）电源电压为12V．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律公式、电功率公式的应用，要知道灯泡正常工作两端电压等于额定电压．