如图所示电路,电源电压不变,灯L的额定电压为6V(设灯泡工作时灯丝电阻不变), 滑动变阻器的最大阻值为20Ω.当开关S闭合,调节滑动变阻器滑片P处于中点位置时, 灯L刚好正常发光;

问题描述:

如图所示电路,电源电压不变,灯L的额定电压为6V(设灯泡工作时灯丝电阻不变),
滑动变阻器的最大阻值为20Ω.当开关S闭合,调节滑动变阻器滑片P处于中点位置时,
灯L刚好正常发光;当滑片P滑到变阻器最大阻值位置时,测量灯两端电压为4V.求:

(1)电源电压和灯L的额定功率.
(2)当变阻器连入电路的阻值为最大值时,电流通过它3min所产生的热量.

(1)当开关S闭合,滑片P处于中点位置时,灯L正常发光,此时:

UL
RL
U−UL
1
2
R
,即:
6V
RL
U−6V
10Ω
-------①
当开关S闭合,滑片P滑到变阻器最大阻值位置时:
U′L
RL
U−U′L
R
, 即:
4V
RL
U−4V
20Ω
--------②
由①②解得:
U=12V,RL=10Ω
P
U 2L
RL
(6V)2
10Ω
=3.6W

(2)Q I2Rt=(
U
RL+R
)
2
Rt=  (
12V
10Ω+20Ω
)
2
×20Ω× 180s=576J

答:(1)电源电压是12V,灯L的额定功率为3.6W;
(2)当变阻器连入电路的阻值为最大值时,电流通过它3min所产生的热量为576J