Question

18．如圖甲電路，電源電壓為9V且保持不變，小燈泡標(biāo)有“6V 6W”的字樣，由于小燈泡的電阻隨溫度而變化，得出小燈泡的電流隨電壓的變化曲線如圖乙，求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻為多少歐？
（2）根據(jù)圖象提供的電流電壓信息，計算當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時，小燈泡的電功率為多少瓦？
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，整個電路10s內(nèi)消耗的電能是多少焦？
（4）為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的最小阻值及此時的電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測燈泡兩端電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖象讀出通過小燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時，根據(jù)圖象讀出此時燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出小燈泡的電功率；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，根據(jù)圖象讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據(jù)W=UIt求出整個電路10s內(nèi)消耗的電能；
（4）燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測燈泡兩端電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L額=6V，由圖象可知通過燈泡的電流I_L額=1.0A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時燈泡的電阻：
R_L額=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{6V}{1.0A}$=6Ω；
（2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由圖象可知，當(dāng)I₁=I=0.7A時，U_L=3V，
此時小燈泡的電功率：
P₁=U₁I₁=3V×0.7A=2.1W；
（3）由圖象知，當(dāng)電壓表的示數(shù)U₂=2V時，電路中的電流I₂=0.5A，
則整個電路10s內(nèi)消耗的電能：
W=UI₂t=9V×0.5A×10s=45J；
（4）燈泡正常發(fā)光時電路中的電流最大，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L額=9V-6V=3V，
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L額}}$=$\frac{3V}{1.0A}$=3Ω，
此時的電路消耗的總功率：
P=UI_L額=9V×1.0A=9W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻為6Ω；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時，小燈泡的電功率為2.1W；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時，整個電路10s內(nèi)消耗的電能是45J；
（4）為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的最小阻值為3Ω，此時的電路消耗的總功率9W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．