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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?

解:(1)根据P=可得:
灯泡的电阻RL===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===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(RL+R滑max)=0.3A×(10Ω+20Ω)=9V;
(2)灯泡正常发光时,灯泡两端的电压UL额=6V,
此时电路中的电流I′===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=U-UL额=9V-6V=3V,
10s内滑动变阻器产的热量:
Q=UI′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.
分析:(1)根据P=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.
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.
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