Question

11．有一標(biāo)有“12V 6W”字樣的小燈泡，接在如圖所示的電路上．燈絲電阻隨溫度升高而增大．求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻是多少？
（2）當(dāng)滑動變阻器連人電路中的電阻為8Ω時，閉合開關(guān)后，小燈泡恰好正常發(fā)光．求電源電壓是多少？
（3）當(dāng)滑動變阻器連入電路中的電阻為20Ω時，使電路消耗的總功率為6.4W，求此時小燈泡的實(shí)際電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡的電阻；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率為6.4瓦時電路中的電流，由歐姆定律與串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，然后由P=UI求出燈泡實(shí)際功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L額}^{2}}{{P}_{L額}}$=$\frac{（12V）^{2}}{6W}$=24Ω；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=U_L額=12V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L額}}{{R}_{L}}$=$\frac{12V}{24Ω}$=0.5A，
串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和，
電源的電壓：
U=I（R_L+R_滑）=0.5A×（24Ω+8Ω）=16V；
③由P=UI可得，電路消耗的總功率為6.4W時電路中的電流：
I′=$\frac{P}{U}$=$\frac{6.4W}{16V}$=0.4A，
滑動變阻器兩端電壓：
U_滑=I′R_滑=0.4A×20Ω=8V，
燈泡兩端實(shí)際電壓：
U_{L實(shí)際}=U-U_滑=16V-8V=8V，
此時燈泡的實(shí)際功率：
P_L=I′U_{L實(shí)際}=0.4A×8V=3.2W．
答：（1）小燈泡的電阻是24Ω；
（2）電源電壓是16V；
（3）電路消耗的總功率為6.4W時，小燈泡的實(shí)際電功率為3.2W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．