解题思路:(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据R=
U
2
P
求出灯泡的电阻.
(2)先根据I=[U/R]求出灯泡正常发光时的电流,再根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电源的电压.
(1)灯泡的电阻:
RL=
U2额
P额=
(6V)2
3W=12Ω;
(2)因此时灯泡正常发光,
所以电路中的电流:
I=
U额
RL=[6V/12Ω]=0.5A,
电源的电压:
U=I(RL+RP)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V;
(3)当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到中点c时,等效电路图如图1所示;
当滑片P滑到b端时,等效电路图如图2所示.
∵P:P′=16:9,
∴[P
P′=
I2RL
(I′)2RL=
16/9],
解得:[I
I′=
4/3];
∵电源的电压不变,
∴I(RL+[1/2]RAP)=I′(RL+RAP)
解得:RL=RAP,
由图1可得:
电源的电压U=I(RL+[1/2]RAP)=I×[3/2]RL=[3/2]UL=[3/2]×8V=12V.
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω;
(2)电源电压为9V;
(3)所换电源的电压为12V.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;电功率的计算.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是公式及其变形式的灵活运用;本题的难度在于换电源以后,能根据电功率关系和电源的电压不变得出电阻之间的关系.