Question

11．小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路，如图所示．她选用的电源电压恒为12V，小灯泡上标有“6V  6W”、滑动变阻器上标有“20Ω  2A”字样．若不考虑灯泡温度对电阻的影响，闭合开关S后，问：
（1）小灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出灯泡两端的电压，利用P=UI求出电路消耗的总功率．

解答 解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为6W，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，接入电路的电阻R=10Ω，
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知：
总阻值R_总=R_L+R=6Ω+10Ω=16Ω，
所以电路中的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{16Ω}$=0.75A，
电压表的示数：
U_L=IR_L=0.75A×6Ω=4.5V，
电路消耗的总功率：
P=UI=12V×0.75A=9W．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻是6Ω；
（2）当滑动变阻器的滑片P在中点时，电压表的示数为4.5V，电路消耗的总功率是9W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算，关键是小灯泡的阻值求解．