Question

14．如图所示，小灯泡的规格为“6V  3W”．滑动变阻器的最大阻值为24Ω，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片刚好在中点（设灯丝电阻不随温度而变化）求：
（1）电源电压
（2）小灯泡发光最暗时通电1min消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）由灯的额定电压及额定功率利用功率公式P=UI可求得通过灯泡的电流，再由欧姆定律可求得灯泡的电阻；因为灯L与滑动变阻器串联，由欧姆定律可求得R两端的电压，利用串联电路的电压规律可求得电源电压；
（2）电源电压是一定的，所以电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，小灯泡的发光最暗，求出此时的电流便可以求得此时小灯泡消耗的电能．

解答 解：（1）由P=UI得，小灯泡的额定电流为：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，小灯泡的电阻为：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω
因为滑动变阻器的最大阻值为24Ω，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的滑片刚好在中点，
所以电源电压为：
U_总=U+U_滑=I（R+R_滑）=0.5A×（12Ω+12Ω）=12V
（2）当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的电流最小：
I′=$\frac{{U}_{总}}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{12Ω+24Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
此时小灯泡1min消耗的电能为：
W=I^′2Rt=（$\frac{1}{3}$A）²×12Ω×1×60s=80J
答：电源电压是12V，小灯泡发光最暗时，1min消耗电能是80J．

点评 分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点、欧姆定律及电功率公式是正确解题的关键．