Question

7．如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V  3W”字样，滑动变阻器最大阻值为24Ω．
（1）小灯泡正常工作时的电阻是多少？
（2）小灯泡正常工作10min将消耗多少电能？
（3）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V？

Answer 1

分析 （1）由灯的铭牌可知灯的额定电压、额定功率，小灯泡正常工作时的实际电压等于其额定电压、实际功率等于额定功率，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求小灯泡正常工作时的电阻；
（2）利用W=Pt计算小灯泡正常工作10min消耗的电能；
（3）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）小灯泡正常工作时的电压U_L=U_额=6V，其功率P_L=P_额=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得小灯泡正常工作时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得小灯泡正常工作10min消耗的电能：
W=P_Lt=3W×10×60s=1800J；
（3）由图可知，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，
由P=UI可得，此时电路中的电流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由欧姆定律可得滑动变阻器两端电压：
U_滑=I×$\frac{1}{2}$R_ab=0.5A×$\frac{1}{2}$×24Ω=6V，
电源电压：
U=U_L+U_滑=6V+6V=12V．
答：（1）小灯泡正常工作时的电阻是12Ω；
（2）小灯泡正常工作10min将消耗1800J；
（3）电源电压为12V．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律、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．