如图所示,电源电压不变,小灯泡标有“6V,3W”字样,滑动变阻器最大阻值为24欧.
(1)小灯泡正常工作10分钟将消耗多少电能?
(2)当滑片P在中点时,小灯泡恰好正常发光.则电源电压为多少伏?
(3)当滑动变阻器滑片P在b端时,小灯泡的电功率为多少瓦?
解:(1)∵灯泡正常工作,则灯泡的实际功率等于额定功率,
∴消耗电能为:W=Pt=3W×10×60s=1800J;
(2)灯泡与滑动变阻器串联,当滑片P在中点时,R′=R滑=×24Ω=12Ω;
∵灯正常发光时的电流I===0.5A,
∴U′=IR′=0.5A×12Ω=6V,
∴电源电压U=UL+U′=6V+6V=12V.
(3)∵灯泡电阻为RL===12Ω;
∴滑动变阻器滑片P在b端时,电路中最大电阻为R总=RL+R滑=12Ω+24Ω=36Ω,
电路中的电流为I′===A,
灯泡的实际功率为PL′=(I′)2RL=(A)2×12Ω≈1.33W.
答:(1)小灯泡正常工作10分钟将消耗的电能为1800J;
(2)电源电压为12V;
(3)当滑动变阻器滑片P在b端时,灯泡的实际功率约为1.33W.
(1)由于灯泡正常工作,则由额定功率即可利用W=Pt计算消耗电能
(2)由灯的额定电压及额定功率利用功率公式P=UI可求得通过灯泡的电流,再由欧姆定律可求得电阻;因L与电阻R串联,由欧姆定律可求得R两端的电压,利用串联电路的电压规律可求得电源电压;
(3)当滑动变阻器滑片P在b端时,根据欧姆定律和串联电路的特点求出电路的电流,利用P=I2R求出灯泡的实际功率.
点评:本题考查串联电路的规律、欧姆定律及电功的公式应用,应注意灯泡正常工作即工作在额定电压下.