Question

如圖所示，標(biāo)有“PZ10-10”字樣的小燈泡，與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后接入12V的電源中，當(dāng)變阻器的滑片P從一端滑向另一端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率增大原來(lái)的4倍，
求：（1）變阻器的最大阻值．
（2）變阻器接入電路的阻值多大時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光？
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，3min內(nèi)電流通過(guò)變阻器產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)小燈泡的銘牌和公式P=

U2

R

可計(jì)算小燈泡的電阻，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，當(dāng)變阻器的滑片P在a端時(shí)可知小燈泡兩端的電壓為電源電壓，小燈泡的實(shí)際功率增大為原來(lái)的4倍，當(dāng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，功率為a 端的四分之一，進(jìn)一步計(jì)算小燈泡兩端的實(shí)際電壓之比，根據(jù)串聯(lián)電流相等的特點(diǎn)可計(jì)算滑動(dòng)變阻器的電阻．
（2）小燈泡恰好正常發(fā)光小燈泡兩端電壓為額定電壓，根據(jù)I=

P

U

可計(jì)算電流，進(jìn)一步計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入的電阻．
（3）根據(jù)電功公式Q=I²Rt可計(jì)算當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，3min內(nèi)電流通過(guò)變阻器產(chǎn)生的熱量是多少．

解答：解：（1）R_燈=

U 2 1

P

=

10V2

10W

=10Ω
當(dāng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，小燈泡的功率為Pa=

U2

R

，
當(dāng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，小燈泡的功率為Pb=

U 2 b

R

∵

Pa

Pb

=4
∴

U

Ub

=2
所以當(dāng)變阻器的滑片P在b端時(shí)小燈泡和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路電流相等可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值和小燈泡的相等為10Ω．
（2）I=

P

U

=

10W

10V

=1A
R0=

U- U1

I

=

12V-10V

1A

=2Ω
答：阻器接入電路的阻值2Ω時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．
（3）Q=I²Rt=1A²×2Ω×3×60S=360J
答：當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，3min內(nèi)電流通過(guò)變阻器產(chǎn)生的熱量是360J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)P=

U2

R

和串聯(lián)電路電流特點(diǎn)及電流公式和電功公式的綜合運(yùn)用．