Question

如圖所示，標有“4V-2W”的小燈泡 L 與滑動變阻器 R 接入電路中，當滑動變阻器滑片P在圖示位置時，電壓表示數為10V，這時小燈泡恰能正常發光，求：
（1）小燈泡的電阻；
（2）變阻器連入電路的阻值；
（3）變阻器3min消耗的電能．

Answer 1

分析：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測電源的電壓．
（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI和串聯電路的電流特點求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出變阻器連入電路的阻值；
（3）根據W=UIt求出變阻器3min消耗的電能．

解答：解：由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測電源的電壓．
（1）燈泡正常發光時的電壓U_L=4V，功率P_L=2W，
∵串聯電路中各處的電流相等，
∴根據P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=

PL

UL

=

2W

4V

=0.5A，
根據歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

4V

0.5A

=8Ω；
（2）∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=10V-4V=6V，
變阻器連入電路的阻值：
R_滑=

U滑

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
（3）變阻器消耗的電能：
W_滑=U_滑It=6V×0.5A×3×60s=540J．
答：（1）小燈泡的電阻為8Ω；
（2）變阻器連入電路的阻值為12Ω；
（3）變阻器3min消耗的電能為540J．

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