如图所示,小灯泡标有“6V 3W”字样,电源电压不变,当滑动变阻器连入电路的电阻为4Ω时,灯泡恰好正常发光.(1)求电源电压是多大;(2)改变变阻器滑片P的位置,使电路消耗的总功率为3.2W,此时小灯泡的实际功率多大(灯丝电阻不变)?

问题描述:

如图所示,小灯泡标有“6V 3W”字样,电源电压不变,当滑动变阻器连入电路的电阻为4Ω时,灯泡恰好正常发光.

(1)求电源电压是多大;
(2)改变变阻器滑片P的位置,使电路消耗的总功率为3.2W,此时小灯泡的实际功率多大(灯丝电阻不变)?

小灯泡与滑动变阻器串联,
(1)∵U=6V,P=3W,
∴R=

U2
P
=
(6V)2
3W
=12Ω,
此时电路中的电流为:I=I=
P
U
=
3W
6V
=0.5A,
∵滑动变阻器连入电路的电阻为4Ω,
∴从而可知电路中的总电阻为:R=R+R=12Ω+4Ω=16Ω,
电源电压为:U=IR=0.5A×16Ω=8V.
答:电源电压是8V.
(2)∵电路消耗的总功率P=3.2W,U=8V,
∴此时电路中的电流为:I′=
P
U
=
3.2W
8V
=0.4A,
又∵灯丝电阻不变,R=12Ω,
∴小灯泡的实际功率为:P=I′2R=(0.4A)2×12Ω=1.92W.
答:此时小灯泡的实际功率为1.92W.
答案解析:(1)从图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,已知小灯泡的额定电压和额定功率,可利用公式R=
U2
P
计算出小灯泡的电阻,再利用公式I=
P
U
计算电路中的电流,已知滑动变阻器连入电路的电阻,可利用串联电路电阻的特点,求出电路中的总电阻,最后利用公式U=IR计算电源电压.
(2)已知电源电压和电路消耗的总功率,可利用公式I=
P
U
计算出此时电路中的电流,已知小灯泡的电阻,再利用公式P=I2R计算出小灯泡的实际功率.
考试点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻的串联;电功率的计算;实际功率.
知识点:本题考查了串联电路中电流和电阻的特点,可以利用欧姆定律计算电流,并可以利用电功率计算电阻和电流,需要注意的是:P=I2R和P=
U2
R
这两个公式在电功率计算题里要经常用到.