Question

11．如图电路，电源电压12V，且恒定不变，小灯泡标有“6V，3W”字样．
（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能？
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光．求滑动变阻器的最大阻值．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出正常工作10分钟将消耗的电能；
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，此时灯泡两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，进一步求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：（1）由P=$\frac{W}{t}$可得，灯泡正常工作10分钟将消耗的电能：
W_L=P_Lt=3W×10×60s=1800J；
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光，此时灯泡两端的电压U_L=6V，
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_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
滑动变阻器接入电路中电阻：
$\frac{{R}_{滑}}{2}$=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
则滑动变阻器的最大阻值R_滑=2×12Ω=24Ω．
答：（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗1800J的电能；
（2）滑动变阻器的最大阻值为24Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用，要注意灯泡正常工作时的电压和额定电压相等、功率和额定功率相等．