Question

如圖所示，一只標有“6V 3W”燈泡L與一只滑動變阻器R串聯，開關S閉合后，電壓表示數為18伏，滑動變阻器的滑片P在a點時，燈泡正常發光．當滑片P從a點滑動到b點時，電路中的電阻增大了9歐．求：
（1）滑片P在a點時，通過燈泡的電流、燈絲的電阻值及通電2分鐘燈泡消耗的電能．
（2）滑片P在b點時，燈泡的功率是多少瓦？（電源電壓與燈絲電阻都保持不變）

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測電源的電壓．
（1）滑動變阻器的滑片P在a點時，燈泡正常發光，根據P=UI求出通過燈泡的電流，根據歐姆定律求出燈絲的電阻，根據W=UIt=Pt求出通電2分鐘燈泡消耗的電能；
（2）根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出滑片P在a點時電路中的總電阻，再根據題意求出滑片P在b點時電路中的總電阻，利用歐姆定律求出此時電路中的電流，利用P=I²R求出此時燈泡的功率．

解答：解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測電源的電壓．
（1）滑動變阻器的滑片P在a點時，燈泡正常發光，此時燈泡兩端的電壓U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=UI可得，通過燈泡的電流：
I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
由I=

U

R

可得，燈絲的電阻值：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
通電2分鐘燈泡消耗的電能：
W_L=U_LI_Lt=P_Lt=3W×2×60s=360J；
（2）滑片P在a點時電路中的總電阻：
R=

U

I

=

U

IL

=

18V

0.5A

=36Ω，
當滑片P從a點滑動到b點時，電路中的電阻增大了9Ω，
則此時電路中的總電阻：
R′=R+9Ω=36Ω+9Ω=45Ω，
此時電路中的電流：
I′=

U

R′

=

18V

45Ω

=0.4A，
燈泡的功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.4A）×12Ω=1.92W．
答：（1）滑片P在a點時，通過燈泡的電流為0.5A，燈絲的電阻值為12Ω，通電2分鐘燈泡消耗的電能為360J；
（2）滑片P在b點時，燈泡的功率是1.92W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式和電功公式的應用，關鍵是知道燈泡正常發光時的功率和額定功率相等．