Question

12．如图所示，灯L上标有“6V，3W”字样，当滑动变接入电路的电为6Ω时，灯泡L恰好正常发光，电源电压恒定，不考虑温度对灯泡电阻的影响，求，
（1）灯泡L的电阻是多少？
（2）电源电压为多大V？
（3）再次调节滑动变阻器，使灯泡L与滑动变阻器的实际功率比值为1：2，求通电1分钟滑动变阻器产生的热量是多少？

Answer 1

分析 （1）根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$即可求出灯泡L的电阻；
（2）先根据P=UI的变形公式求出灯泡的额定电流，然后欧姆定律的变形公式求出电源电压；
（3）根据串联电路电流规律以及P=UI可知灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压的大小，根据欧姆定律求出此时电路电流，再根据Q=W=UIt即可求出通电1分钟滑动变阻器产生的热量．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）由P=UI可知，灯泡的额定电流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源电压：U=I_LR=0.5A×（12Ω+6Ω）=9V；
（3）因为串联电路电流相等，而灯泡L与滑动变阻器的实际功率比值为1：2，由P=UI可知，U_L′：U_滑=P_L′：P_滑=1：2；
因为电源电压等于9V，所以U_L′=$\frac{1}{3}$×9V=3V；U_滑=$\frac{2}{3}$×9V=6V；
电路中的电流：I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A；
通电1分钟滑动变阻器产生的热量：Q=W=UIt=6V×0.25A×60s=30J．
答：（1）灯泡L的电阻是12Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）通电1分钟滑动变阻器产生的热量是30J．

点评 本题考查了串联电路的电流、电压特点和欧姆定律的计算；能根据灯泡正常发光，利用电功率公式确定电路中的电流和灯泡两端的电压是解决本题的关键．