Question

10．如圖是某同學探究一個調光電路，已知元件的規格分別為：燈L“6V 6W”（不考慮燈絲電阻變化）變阻器的阻值范圍為0～12Ω，電源電壓恒為12V．
（1）求燈的電阻．
（2）當S閉合，把滑動變阻器的滑片移至中點位置時，求電路的總功率．
（3）當S閉合，滑片在最右端時，求燈的實際功率．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）把滑動變阻器的滑片移至中點位置時，根據電阻的串聯和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路的總功率；
（3）滑片在最右端時，R接入電路中的電阻最大，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈的實際功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）把滑動變阻器的滑片移至中點位置時，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路的總功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+\frac{R}{2}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6Ω+\frac{12Ω}{2}}$=12W；
（3）滑片在最右端時，R接入電路中的電阻最大，
此時電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{12V}{6Ω+12Ω}$=$\frac{2}{3}$A，
燈的實際功率：
P_L′=I²R_L=（$\frac{2}{3}$A）²×6Ω≈2.67W．
答：（1）燈的電阻為6Ω；
（2）當S閉合，把滑動變阻器的滑片移至中點位置時，電路的總功率為12W；
（3）當S閉合，滑片在最右端時，燈的實際功率為2.67W．

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，是一道較為簡單的應用題．