如图甲所示电路，电源为电压可调的直流学生电源，小灯泡L标有“8V 4W”的字样，定值电阻R₁＝4Ω，滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样；如图乙所示为小灯泡L的I﹣U图象。

（1）小灯泡L正常工作时的电阻是多少？

（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端，调节电源电压使电压表示数为8V，此时电源电压U是多大？

（3）同时闭合开关S、S₁，调节电源电压为12V，滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时，小灯泡L消耗的电功率为2W，此时滑动变阻器消耗的电功率是多少？

答案

（1）小灯泡L正常工作时的电阻是16Ω；

（2）电源电压U是10V；

（3）此时滑动变阻器消耗的电功率是2.8W。

【分析】（1）根据小灯泡L标有“8V 4W”的字样的含义，根据图乙可知灯的额定电流，由欧姆定律得出灯正常发光的电阻；

（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时分析电路的连接，因灯正常发光可知通过电路的电流，由欧姆定律求出R₁两端电压，根据串联电路电压的规律求出此时电源电压；

（3）同时闭合开关S、S₁时，R₁被短路，R与L串联，结合图乙，根据P＝UI，可知灯对应的电压和电流，根据串联电路电压的规律得出此时滑动变阻器两端的电压，根据P＝UI求出此时滑动变阻器消耗的电功率。

【解答】（1）小灯泡L标有“8V 4W”的字样，表示灯的额定电压为8V，额定功率为4W，由图乙知小灯泡正常发光的电流为I_L＝0.5A，由欧姆定律，灯正常发光的电阻：

R_L＝＝＝16Ω；

（2）只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P置于a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为

0Ω，R₁与L串联，电压表测小灯泡两端电压，此时U_L＝8V，故灯正常发光，则通过电路的电流：

I＝I_L＝0.5A，由欧姆定律，则R₁两端电压：U₁＝IR₁＝0.5A×4Ω＝2V，

根据串联电路电压的规律，此时电源电压：

U＝U₁+U_L＝2V+8V＝10V；

（3）同时闭合开关S、S₁时，R₁被短路，R与L串联，由图乙可知，当P_L′＝2W时，

U_L′＝5V，I_L′＝0.4A，根据串联电路电压的规律，此时滑动变阻器两端的电压：

U_滑＝U′﹣U_L′＝12V﹣5V＝7V

此时滑动变阻器消耗的电功率：P＝I_L′U_滑＝0.4A×7V＝2.8W。

【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息。

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