Question

16．如圖所示電路，電源電壓和燈泡L的電阻值均保持不變，燈泡L標(biāo)有“12V 6W”字樣，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為3V；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到最右端b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為5V．求：
（1）燈泡L的電阻值；
（2）燈泡L正常發(fā)光時(shí)，燈泡L在6min內(nèi)消耗的電能；
（3）電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大電阻值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$計(jì)算燈泡的額定電流值；
由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出燈泡的電阻；
（2）已知燈泡的額定電功率，根據(jù)W=Pt得出燈泡消耗的電能；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)結(jié)合歐姆定律列出相應(yīng)的關(guān)系式，代入數(shù)據(jù)，計(jì)算出電源電壓和滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）由P=UI得，燈泡的額定電流：I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$得，燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω；
（2）由P=$\frac{W}{t}$得，燈泡正常發(fā)光時(shí)消耗的電能：W=P_額t=6W×6×60s=2.16×10³J；
（3）設(shè)電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R，當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)：
$\frac{U-3V}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{\frac{1}{2}R}$----①
當(dāng)P在b點(diǎn)時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)：
$\frac{U-5V}{{R}_{L}}$=$\frac{5V}{R}$----②
$\frac{①}{②}$解得：U=15V；
將R_L=24Ω代入得，R=12Ω．
答：（1）燈泡L的電阻值為24Ω；
（2）燈泡L正常發(fā)光時(shí)，燈泡L在6min內(nèi)消耗的電能為2.16×10³J；
（3）電源電壓為15V；滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為12Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)電學(xué)的綜合計(jì)算題目，關(guān)鍵要熟練掌握有關(guān)電學(xué)的計(jì)算公式及其規(guī)律，特別是歐姆定律、電功率的計(jì)算公式，要能夠熟練變形應(yīng)用．