Question

如圖所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻，當開關閉合時，標有“6V  3W”的小燈泡L恰好正常發光；若保持R不變，將L換成另一只標有“6V  2W”的小燈泡，閉合開關后，小燈泡工作時消耗的實際功率為（ ）

A．大于2W
B．等于2W
C．小于2W
D．無法確定

Answer 1

【答案】分析：燈泡的實際功率是由燈泡兩端的實際電壓決定的，所以要判斷第二個小燈泡消耗的實際功率比2W大還是比2W小，我們就需要先判斷出第二個小燈泡兩端的實際電壓比6V大還是比6V小，那么怎么才能判斷出它兩端的電壓比6V大還是小呢？
本題中，R是定值電阻，先后有兩個燈泡與R串聯．第一個燈泡與R串聯，燈泡分得的實際電壓是6V（因為這個燈泡恰好正常發光）；第二個燈泡與R串聯，這個燈泡能分多少電壓呢？這就得看第二個燈泡的電阻比第一個燈泡的電阻大還是小了．如果第二個燈泡的電阻比第一個燈泡的電阻大，則就會造成第二次電路的總電阻比第一次電路的總電阻大，電路中的電流就比第一次電路的電流小，R兩端的電壓就比第一次R兩端的電壓小，于是就可以得出第二個燈泡分得的電壓比第一個燈泡分得的電壓多，反之亦然．
所以解答本題，我們還需要先算出這兩個燈泡的電阻，算電阻可根據公式R=來計算．
解答：解：第一個燈泡的電阻：R_L===12Ω，
第二個燈泡的電阻：R_L′===18Ω，
因為第二個燈泡的電阻比第一個燈泡的電阻大，所以第二個燈泡與R串聯后的總電阻比第一個燈泡與R串聯后的總電阻大，則此時電路中的電流比前一次的電流小，電阻R兩端的電壓比前一次R兩端的電壓小，由此可知，第二個燈泡兩端的電壓比第一個燈泡兩端的電壓大．由于第一個燈泡正常發光，說明它兩端的實際電壓等于額定電壓，即為6V，所以第二個燈泡兩端的電壓高于6V，則第二個燈泡兩端的實際功率比額定功率大．
故選 A．
點評：本題與我們常見的一道題其實是類似的：滑動變阻器與定值電阻串聯，當滑動變阻器改變電阻時，分析電路中電流的變化情況、定值電阻和滑動變阻器兩端電壓變化情況．本題中雖然沒有滑動變阻器，但在電路中先后串聯阻值不同的燈泡，其實就相當于滑動變阻器，所以本題可以和我們常見的滑動變阻器與定值電阻串聯的題型歸為一類．
通過解答本題我們要有所收獲：①在額定電壓相同的情況下，電功率與電阻成反比；②串聯電阻的分壓能力與電阻的阻值大小有關，阻值大的電阻分壓能力強．掌握了這兩點，就可以幫助我們獲得新的解題思路，就可以使問題變得簡單化．