Question

如图所示，电源电压不变，小灯泡标有“6V，3W”字样，滑动变阻器最大阻值为24欧．
（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能？
（2）当滑片P在中点时，小灯泡恰好正常发光．则电源电压为多少伏？
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，小灯泡的电功率为多少瓦？

Answer

（1）由于灯泡正常工作，则由额定功率即可利用W=Pt计算消耗电能
（2）由灯的额定电压及额定功率利用功率公式P=UI可求得通过灯泡的电流，再由欧姆定律可求得电阻；因L与电阻R串联，由欧姆定律可求得R两端的电压，利用串联电路的电压规律可求得电源电压；
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，根据欧姆定律和串联电路的特点求出电路的电流，利用P=I2R求出灯泡的实际功率．
【解析】
（1）∵灯泡正常工作，则灯泡的实际功率等于额定功率，
∴消耗电能为：W=Pt=3W×10×60s=1800J；
（2）灯泡与滑动变阻器串联，当滑片P在中点时，R′=R滑=×24Ω=12Ω；
∵灯正常发光时的电流I===0.5A，
∴U′=IR′=0.5A×12Ω=6V，
∴电源电压U=UL+U′=6V+6V=12V．
（3）∵灯泡电阻为RL===12Ω；
∴滑动变阻器滑片P在b端时，电路中最大电阻为R总=RL+R滑=12Ω+24Ω=36Ω，
电路中的电流为I′===A，
灯泡的实际功率为PL′=（I′）2RL=（A）2×12Ω≈1.33W．
答：（1）小灯泡正常工作10分钟将消耗的电能为1800J；
（2）电源电压为12V；
（3）当滑动变阻器滑片P在b端时，灯泡的实际功率约为1.33W．