Question

16．小華用一只“220V 25W”的燈泡（燈絲電阻隨溫度改變而變化）和最大阻值為2000Ω的變阻器R組裝成了一個(gè)可調(diào)光的臺(tái)燈，電路如圖所示．當(dāng)臺(tái)燈調(diào)到最暗時(shí)，測(cè)得燈泡兩端的電壓為100V．求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）燈泡最暗時(shí)變阻器R兩端的電壓及通過R的電流．
（3）在最暗狀態(tài)下使用10min，燈泡消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出其電流；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，臺(tái)燈最暗，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出通過R的電流；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和W=UIt求出在最暗狀態(tài)下使用10min燈泡消耗的電能．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{25W}{220V}$≈0.11A；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，臺(tái)燈最暗，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L′=220V-100V=120V，
通過R的電流：
I_R=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{120V}{2000Ω}$=0.06A；
（3）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，在最暗狀態(tài)下使用10min燈泡消耗的電能：
W_L=U_L′I_L′t=U_L′I_Rt=100V×0.06A×60s=3600J．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.11A；
（2）燈泡最暗時(shí)變阻器R兩端的電壓為120V，通過R的電流為0.06A；
（3）在最暗狀態(tài)下使用10min，燈泡消耗的電能為3600J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用題．