题目

如图所示，灯L上标有“6V 3W”字样，开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1A，且灯L正常发光．

（1）电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为多大？
（2）当开关断开，滑片P移至b端时，电流表的示数为0.25A，此时灯泡的实际功率为多大？
（3）当开关断开，滑片P移至b端时，在1min内灯泡消耗的电能为多大？

提问时间：2020-07-26

答案

（1）开关S闭合，滑片P移至a端时，滑动变阻器都被连入电路，灯泡和变阻器并联，
因为灯泡正常发光，
则电源电压为：U=U_变=U_L额=6V，
∴通过灯泡的电流为：I_L额=

PL额

UL额

=

3W

6V

=0.5A，
则通过变阻器的电流为：I_变=I-I_L额=1A-0.5A=0.5A，
∴滑动变阻器的最大阻值为：R_变=

U变

I变

=

6V

0.5A

=12Ω．
（2）当开关断开，滑片P移至b端时，滑动变阻器都被连入电路，灯泡和变阻器串联，
而灯泡的电阻为：R_L=

UL额2

P额L

=

(6V)2

3W

=12Ω，
而此时电路中的电流为：I′=0.25A，
∴灯泡的实际功率为：P_实=I′²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
（3）∵t=1min=60s，
∴灯泡消耗的电能为：W=P_实t=0.75W×60s=45J．
答：（1）电源电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为12Ω．
（2）此时灯泡的实际功率为0.75W．
（3）在1min内灯泡消耗的电能为45J．