Question

如图所示，小灯泡标有“6V  3.6W”的字样，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”，设电源电压、小灯泡的电阻均保持不变．
（1）滑动变阻器的滑片P滑至b端，闭合开关S，电压表示数为3V，求：小灯泡的电阻和电源电压？
（2）移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，求：10s内滑动变阻器产生多少焦耳的热量？

Answer 1

分析：（1）根据P=

U2

R

结合灯泡的铭牌求出灯泡的电阻，当滑动变阻器的滑片P滑至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测灯泡两端的电压；根据欧姆定律求出此时电路中的电流，利用电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；
（2）额定电压下灯泡正常发光，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用W=UIt求出10s内滑动变阻器产生的热量．

解答：解：（1）根据P=

U2

R

可得：
灯泡的电阻R_L=

UL额2

PL额

=

(6V)2

3.6W

=10Ω，
当滑动变阻器的滑片P滑至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测灯泡两端的电压，
根据欧姆定律可得：
此时电路中的电流I=

UL

RL

=

3V

10Ω

=0.3A，
∵串联电路的总电阻等于各分电阻之和，
∴电源的电压U=I（R_L+R_滑max）=0.3A×（10Ω+20Ω）=9V；
（2）灯泡正常发光时，灯泡两端的电压U_L额=6V，
此时电路中的电流I′=

UL额

RL

=

6V

10Ω

=0.6A，
∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和，
∴此时滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L额=9V-6V=3V，
10s内滑动变阻器产的热量：
Q=U_滑I′t=3V×0.6A×10s=18J．
答：（1）小灯泡的电阻为10Ω，电源电压为9V；
（2）小灯泡正常发光时，10s内滑动变阻器产生18焦耳的热量．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、焦耳定律的应用，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等．