题目

如图所示，当滑动变阻器R₂的滑片滑到a端时，开关S闭合，这时电流表示数为0.75A，标有“6V，3W”的小灯泡正常发光；开关S断开，变阻器划片P滑到b端时，电压表示数为4.5V（电源电压和灯丝电阻都保持不变），试求：

（1）电阻R₁的阻值．
（2）滑动变阻器R₂的最大阻值．
（3）开关S断开，滑片P在a、b中点时，灯L的实际功率．
（4）开关S断开，在滑动变阻器与灯泡功率相等的情况下，通电5min20s，灯泡产生的热量是多少？

提问时间：2020-07-26

答案

（1）灯泡电阻R_L=

UL2

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω；
通过灯泡的电流I_L=

PL

UL

＝

3W

6V

=0.5A；
由题意知电阻R₁两端的电压等于灯泡的额定电压，U₁=U_L=6V；
 通过电阻R₁的电流I₁=I_A-I_L=0.75A-0.5A=0.25A；
所以电阻R₁的阻值R₁=

U1

I1

＝

6V

0.25A

=24Ω．
答：电阻R₁的阻值为24Ω．
（2）灯泡两端的电压U_L′=6V-4.5V=1.5V；
电路电流I=

U′L

RL

＝

1.5V

12Ω

=0.125A；
所以滑动变阻器的最大阻值R₂=

U2

I

＝

4.5V

0.125A

=36Ω；
答：滑动变阻器R₂的最大阻值为36Ω．
（3）灯泡的实际功率P_L实=（

U

RL+ 1 2 R2

）²R_L=（

6V

12Ω+18Ω

）²×12Ω=0.48W；
答：灯L的实际功率为0.48W．
（4）开关S断开，灯泡与滑动变阻器串联；在滑动变阻器与灯泡功率相等时，根据公式P=UI可知灯泡与和滑动变阻器两端电压相同；所以灯泡产生的热量为
Q_L=

( 1 2 U)2

RL

t=

(3V)2

12Ω

×320s=240J．
答：灯泡产生的热量是240J．