Question

16．一如圖所示，電源電壓為10V．當(dāng)滑動(dòng)阻器的滑片P在圖示位置時(shí)，標(biāo)有“4V 2W”的小燈泡恰能正常發(fā)光，求：
（1）小燈泡的電阻：
（2）變阻器連入電路的電阻：
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡的電阻：
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出變阻器連入電路的電阻；
（3）根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（4V）^{2}}{2W}$=8Ω；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=10V-4V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$，即$\frac{4V}{8Ω}$=$\frac{6V}{R}$，
解得：R=12Ω；
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q_R=W_R=$\frac{{{U}_{R}}^{2}}{R}$t=$\frac{（6V）^{2}}{12Ω}$×3×60s=540J．
答：（1）小燈泡的電阻為8Ω；
（2）變阻器連入電路的電阻為12Ω；
（3）變阻器3min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為540J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電熱公式的靈活運(yùn)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．