Question

16．小华用一只“220V 25W”的灯泡（灯丝电阻随温度改变而变化）和最大阻值为2000Ω的变阻器R组装成了一个可调光的台灯，电路如图所示．当台灯调到最暗时，测得灯泡两端的电压为100V．求：
（1）灯泡正常发光时的电流．
（2）灯泡最暗时变阻器R两端的电压及通过R的电流．
（3）在最暗状态下使用10min，灯泡消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出其电流；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，台灯最暗，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出通过R的电流；
（3）根据串联电路的电流特点和W=UIt求出在最暗状态下使用10min灯泡消耗的电能．

解答 解：（1）由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{25W}{220V}$≈0.11A；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，台灯最暗，
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′=220V-100V=120V，
通过R的电流：
I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{120V}{2000Ω}$=0.06A；
（3）因串联电路中各处的电流相等，
所以，在最暗状态下使用10min灯泡消耗的电能：
W_L=U_L′I_L′t=U_L′I_Rt=100V×0.06A×60s=3600J．
答：（1）灯泡正常发光时的电流为0.11A；
（2）灯泡最暗时变阻器R两端的电压为120V，通过R的电流为0.06A；
（3）在最暗状态下使用10min，灯泡消耗的电能为3600J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，是一道较为简单的应用题．