Question

如图所示是一个可调光的灯具，它由标有“10V，10W”字样的小灯泡，与滑动变阻器串联后接入12V的电源中．（假设小灯泡电阻不随温度变化）求：
（1）小灯泡的电阻．
（2）变阻器接入电路的阻值多大时，小灯泡恰好正常发光？
（3）当小灯泡正常发光时，3min内小灯泡消耗的电能是多少？

Answer

（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路中各处的电流相等和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器接入电路的电阻；
（3）根据W=Pt求出小灯泡正常发光时3min内小灯泡消耗的电能．
【解析】
（1）由P=可得，灯泡的电阻：
RL===10Ω；
（2）灯泡正常发光时的电压为10V，功率为10W，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压：
U滑=U-UL=12V-10V=2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴=，即=，
解得：R滑=2Ω；
（3）当小灯泡正常发光时，3min内小灯泡消耗的电能：
WL=PLt=10W×3×60s=1800J．
答：（1）小灯泡的电阻为10Ω
（2）变阻器接入电路的阻值为2Ω时，小灯泡恰好正常发光；
（3）当小灯泡正常发光时，3min内小灯泡消耗的电能是1800J．