Question

要把一只額定電流為0.2安的小燈泡接入電壓恒定為9伏的電源兩端，為安全起見，將小燈泡與一個滑動變阻器串聯后接入電路，如圖所示，開關閉合后，移動滑片，當滑動變阻器消耗的功率為1.04瓦時，小燈泡恰好正常發光．
（1）小燈泡的額定電壓和額定功率分別是多少？
（2）小燈泡正常發光時變阻器接入電路的阻值是多少？
（3）移動變阻器滑片，當電路中電流為0.1安時，小燈泡的實際功率是多少（不計溫度對燈絲電阻的影響）？

Answer 1

解：（1）燈泡正常發光時的電流為0.2A，
∵串聯電路中各處的電流相等，
∴根據P=UI可得，此時滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑===5.2V，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴燈泡的額定電壓：
U_L=U-U_滑=9V-5.2V=3.8V，
燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=3.8V×0.2A=0.76W；
（2）小燈泡正常發光時變阻器接入電路的阻值：
R===26Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L===19Ω，
當電路中電流為0.1安時，小燈泡的實際功率：
P_L′=I²R_L=（0.1A）²×19Ω=0.19W．
答：（1）小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率為0.76W；
（2）小燈泡正常發光時變阻器接入電路的阻值是26Ω；
（3）移動變阻器滑片，當電路中電流為0.1安時，小燈泡的實際功率是0.19W．
分析：（1）燈泡正常發光時的電流和額定電流相等，根據串聯電路的電流特點和P=UI求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓即為燈泡的額定電壓，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）根據歐姆定律求出小燈泡正常發光時變阻器接入電路的阻值；
（3）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據P=I²R求出電路中電流為0.1安時小燈泡的實際功率．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是知道燈泡正常發光時的電流和額定電路相等．