Question

2．要把一只額定電流為0.2安的小燈泡接入電壓恒為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

分析 （1）小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$P={I}_{\;}^{2}R$求出電路中電流為0.1A時小燈泡的實際功率

解答 解：（1）滑動變阻器兩端的電壓$U′=\frac{P′}{{I}_{額}^{\;}}=\frac{1.04W}{0.2A}=5.2V$
小燈泡額定電壓U_額=U-U'=9V-5.2V=3.8V
小燈泡額定功率P_額=U_額I_額=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$R′=\frac{U′}{{I}_{額}^{\;}}=\frac{5.2}{0.2}Ω=26Ω$
（3）燈泡電阻${R}_{燈}^{\;}=\frac{{U}_{額}^{\;}}{{I}_{額}^{\;}}=\frac{38V}{02A}=19Ω$
小燈泡的實際功率${P}_{額}^{′}=I{′}_{\;}^{2}{R}_{燈}^{\;}=（0.1）_{\;}^{2}×19=0.19W$
答：（1）小燈泡的額定電壓為3.8V和額定功率分別是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

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流相等．