Question

如图所示，标有“PZ10－10”字样的小灯泡，与滑动变阻器串联后接入12Ｖ的电源中，当变阻器的滑片P从一端滑向另一端时，小灯泡的实际功率增大为原来的4倍，求：　　
（1）变阻器的最大阻值。　
（2）变阻器接入电路的阻值多大时，小灯泡恰好正常发光？
（3）当小灯泡正常发光时，3min内电流通过变阻器产生的热量是多少？

Answer 1

解：（1）Ｒ_L＝＝＝10Ω 　
      滑动变阻器滑片P在a端时，灯泡的电功率最大，这时灯泡两端的电压为12Ｖ， P_L最大＝＝＝14.4W　　
      根据题意可知：滑动变阻器接入电路中的电阻最大（即滑片P在b端）时，灯泡的电功率最小，
P_L最小＝＝＝3.6W，U_L实＝＝＝6 V，U_滑=U－U_L实=12V－6V＝6V，I_L实＝＝＝0.6 A，因灯L与R滑串联，所以I_L实＝I_滑，即R_滑＝＝＝10Ω 　　
（2）I_额＝＝＝1A
      U_滑′=U－U_额＝12V－10V＝2V　　
      所以这时滑动变阻器的电阻为：R_滑′＝＝＝2Ω
（3）小灯泡正常发光时，变阻器3 min内所产生的热量：Q＝I_额² R_滑′t＝（1A）²×2Ω×3×60 s=360 J