Question

小莉在實踐活動中設計的模擬調光燈電路，如圖所示．她選用的電源電壓恒為12V，小燈泡上標有“6V 6W”、滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣．若不考慮燈泡溫度對電阻的影響，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，電壓表的示數以及電路消耗的總功率是多少？
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，會出現的情況是什么？

Answer 1

【答案】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=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求出電路消耗的總功率；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，然后與燈泡的額定電壓相比判斷燈泡會出現的情況．
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）燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為6W，
根據P=可得，燈泡的電阻：
R_L===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===0.75A，
電壓表的示數：
U_L=IR_L=0.75A×6Ω=4.5V，
電路消耗的總功率：
P=UI=12V×0.75W=9W；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，因電源的電壓比燈泡兩端的電壓大得多，故燈泡會被燒壞．
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，電壓表的示數為4.5V，電路消耗的總功率是9W；
（3）當滑動變阻器的滑片P移到a端時，小燈泡會被燒壞．
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，關鍵是知道燈泡兩端的實際電壓比額定電壓大得多時燈泡會被燒壞，如果實際電壓略大于額定電壓時燈泡會發出耀眼的光芒．