小王同学在实践活动中自制了一个可调节亮度的台灯,他设计的电路如图所示.灯泡上标有“220V?40W”,滑动变阻器R上标有“990Ω??5A”设灯泡的电阻不随温度改变,电源电压保持220V不变,求:
(1)灯泡的电阻;
(2)灯泡最亮时和最暗时,灯泡实际消耗的电功率;
(3)灯泡最暗时,滑动变阻器每分钟产生的热量.
网友回答
解:(1)由功率公式得:
电灯电阻R灯===1210Ω.
(2)当R小=0时,灯最亮,U灯=220V,故P亮=40W;
灯最暗时,灯与R串联,R=990Ω;
则由欧姆定律可得:
I===0.1A;
P暗=I2R灯=(0.1A)2×1210Ω=12.1W.
(3)灯最暗时,变阻器每分钟产生的热量:
Q=I2Rt=(0.1A)2×990Ω×60s=594J.
答:(1)电灯的电阻为1210Ω;
(2)灯泡最亮时消耗的功率40W,灯泡最暗时灯泡消耗的功率为12.1W;
(3)灯最暗时,变阻器每分钟产生的热量为594J.
解析分析:(1)由台灯的铭牌信息可知灯泡的额定电压及额定功率,则由功率公式可求得灯泡的电阻;
(2)当滑动变阻器接入电阻最小时,由欧姆定律可得,电路中电流最大,则灯泡消耗的功率最大,灯泡最亮;当滑动变阻器全部接入时,由欧姆定律可得电路中电流最小,则灯泡的功率最小;
(3)由焦耳定律可求得变阻器每分钟产生的热量.
点评:本题考查欧姆定律的使用、功率公式及焦耳定律,要求学生对以上内容及能做到熟练应用.