Question

17．小莉在實踐活動中設計的模擬調光燈電路如圖所示．她選用的電源電壓為12V，小燈泡上標有“6V 6W”的字樣，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”的字樣．若不考慮溫度對小燈泡電阻的影響，閉合開關S后，問：
（1）小燈泡正常發光時的電阻是多少？
（2）當滑動變阻器的滑片P在中點時，電路中的電流、電壓表的示數以及小燈泡的實際功率各是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓．
（1）燈泡正常發光時的功率和額定功率相等，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）當滑動變阻器的滑片P在中點時，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，利用P=UI求出小燈泡消耗的功率；

解答 解：
由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓．
（1）由題知，燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為6W，
根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）當滑動變阻器的滑片P在中點時，接入電路的電阻R=10Ω，
串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，根據歐姆定律可得，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{6Ω+10Ω}$=0.75A，
電壓表的示數：
U_L=IR_L=0.75A×6Ω=4.5V，
燈泡消耗的實際功率：
P=UI=4.5V×0.75A=3.375W；
答：（1）小燈泡正常發光時的電阻是6Ω；
（2）當滑動變阻器的滑片P在中點時，電路中的電流0.75A，電壓表的示數4.5V，小燈泡的實際功率是3.375W．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，關鍵是小燈泡的實際功率求解．