Question

如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R₂的阻值为10Ω，R₁为滑动变阻器，开关S₁、S₂都闭合时，L恰好正常发光，电流表示数为1.1A。求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻多大？

（2）S₁、S₂都闭合时，R₁在10min内消耗的电能是多少？

（3）S₁、S₂都断开，调节滑片使R₂的电功率为R₁电功率的2倍时，R₂的电功率多大？

Answer

(1)12Ω；(2)2160J；(3)1.6W。

【解析】

(1)灯正常发光时电阻

(2)S1、S2都闭合时，R2短路，灯L与变阻器R1并联，电流表测电路的总电流，因L恰好正常发光，故电源电压为

U=UL=6V

灯正常发光时的电流

电流表示数即为干路的总电流，

I=1.1A

根据并联电路电流的规律，通过变阻器的电流

I1=I-IL=1.1A-0.5A=0.6A

R1在10min内消耗的电能

W=UI1t=6V×0.6A×10×60s=2160J

(3)S1、S2都断开，R1与R2串联，调节滑片使R2的电功率为R1电功率的2倍，根据串联电路电流的规律，结合P= I2R可知，电功率与对应的电阻成正比，故

根据电阻的串联和欧姆定律，电路的电流

R2的电功率

P2=U2I′=I′2R2=(0.4A)2×10Ω=1.6W

答：(1)小灯泡正常发光时的电阻12Ω；

(2)S1、S2都闭合时，R1在10min内消耗的电能是2160J；

(3)S1、S2都断开，调节滑片使R2的电功率为R1电功率的2倍时，R2的电功率是1.6W。