Question

有一個(gè)“6V3W”的小燈泡，為了調(diào)節(jié)其亮度，將它與一個(gè)最大阻值為48Ω的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入電壓為6V的電源上，如圖所示．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a 端滑至b 端時(shí)，請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
（1）小燈泡的功率變化范圍是多少？（假定燈泡的電阻保持不變）
（2）小燈泡最亮?xí)r，2min消耗多少電能？
（3）小燈泡最暗時(shí)，燈泡消耗的電能占電路中消耗電能總量的百分之幾？
（4）實(shí)際生活中的亮度可調(diào)臺(tái)燈，并不使用滑動(dòng)變阻器與燈串聯(lián)后接入照明電路，而是用其他的元件來(lái)改變燈的亮度．這是因?yàn)槿绻�使用變阻器改變亮度，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，一部分電能轉(zhuǎn)化成

內(nèi)

能，這樣既浪費(fèi)了一部分能量，又容易使電阻產(chǎn)生大量的

熱

，從而產(chǎn)生不安全的因素．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)P=I²R可知，燈泡電阻一定，電流越大功率越大．當(dāng)滑片至于a端時(shí)，電路中電阻最小，電流最大，功率最大，當(dāng)滑片至于b端時(shí)，電阻最大電流最小，功率最�。�
（2）有燈泡的最大功率和時(shí)間可求出消耗的電能．
（3）燈泡最小功率前面已求出，再有總電阻和電源電壓可求出總功率．即可求解．
（4）電流通過(guò)變阻器全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．容易使電阻產(chǎn)生大量的熱，這樣會(huì)使電阻的溫度升高，產(chǎn)生不安全的因素．

解答：解：（1）當(dāng)滑片至于a端時(shí)，燈泡功率最大，燈泡正常發(fā)光，P₁=3 W．
②R₂=

U2

P

=

(6V)2

3W

=12Ω，
R=R₁+R₂=（12+48）Ω=60Ω
I=

U

R

=

6V

60Ω

=0.1 A
P₂=I²R₂=（0.1A）²×12Ω=0.12W
所以，燈泡功率的變化范圍：0.12W-3W．
（2）P=3W，W=Pt=3W×120s=360J．
（3）當(dāng)R₂=48Ω時(shí)，燈最暗 P₂=0.12 W
P_總=

U2

R

=

(6V)2

60Ω

=0.6W，

P2

P總

=

0.12W

0.6W

=20%．
（4）電流通過(guò)變阻器全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．容易使電阻產(chǎn)生大量的熱，這樣會(huì)使電阻的溫度升高，產(chǎn)生不安全的因素．
答：（1）小燈泡的功率變化范圍是0.12W--3W；
（2）小燈泡最亮?xí)r，2min消耗360J的電能；
（3）小燈泡最暗時(shí)，燈泡消耗的電能占電路中消耗電能總量的20%；
（4）答案為：內(nèi)、熱．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了功率大小的判斷和功率的計(jì)算，在判斷功率大小時(shí)，要注意運(yùn)用公式判斷，根據(jù)題中什么量是變化的，什么量是不變的，選合適的公式．功率的計(jì)算也要根據(jù)題中條件選擇合適的公式．電功率公式P=UI的兩個(gè)變形公式：P=UI和P=

U2

R

有時(shí)用起來(lái)比較方便．