Question

如圖所示，小燈泡標有“6V  3.6W”的字樣，滑動變阻器的規(guī)格是“20Ω 1A”，設(shè)電源電壓、小燈泡的電阻均保持不變．
（1）滑動變阻器的滑片P滑至b端，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為3V，求：小燈泡的電阻和電源電壓？
（2）移動滑動變阻器的滑片P，使小燈泡正常發(fā)光，求：10s內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生多少焦耳的熱量？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)P=

U2

R

結(jié)合燈泡的銘牌求出燈泡的電阻，當滑動變阻器的滑片P滑至b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓；根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，利用電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用W=UIt求出10s內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）根據(jù)P=

U2

R

可得：
燈泡的電阻R_L=

UL額2

PL額

=

(6V)2

3.6W

=10Ω，
當滑動變阻器的滑片P滑至b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，
根據(jù)歐姆定律可得：
此時電路中的電流I=

UL

RL

=

3V

10Ω

=0.3A，
∵串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，
∴電源的電壓U=I（R_L+R_滑max）=0.3A×（10Ω+20Ω）=9V；
（2）燈泡正常發(fā)光時，燈泡兩端的電壓U_L額=6V，
此時電路中的電流I′=

UL額

RL

=

6V

10Ω

=0.6A，
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和，
∴此時滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L額=9V-6V=3V，
10s內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)的熱量：
Q=U_滑I′t=3V×0.6A×10s=18J．
答：（1）小燈泡的電阻為10Ω，電源電壓為9V；
（2）小燈泡正常發(fā)光時，10s內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生18焦耳的熱量．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等．