Question

10．某定值電阻R標(biāo)有“6V 6W”字樣．求它正常工作的電流和電阻．現(xiàn)將該定值電阻與燈L接入電路中，如圖所示．通過燈L的電流隨電壓變化的圖象如圖所示，電流表量程為“0～0.6 A”，電壓表量程為“0～3V”，閉合開關(guān)，在保證電路各元件都安全的情況下，燈L消耗的最大電功率可達(dá)到多少W．

Answer 1

分析 （1）元件正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，由甲電路圖可知，R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)為3V時(shí)電路中的電流，然后與電流表的量程確定電路中的最大電流，由圖象可知此時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡L消耗的最大電功率．

解答 解：由P=UI可得元件正常工作時(shí)的電流為：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6W}{6V}$=1A  
由I=$\frac{U}{R}$可得定值電阻的阻值為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
若電路電流為0.6A時(shí)，R兩端電壓U_R=IR=0.6A×6Ω=3.6V，超過電壓表的量程，因此電路中的最大電流不能為0.6A；
若電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，小于電壓表的量程，因此電路中的最大電流為0.5A；
從表中可知，當(dāng)I=0.5A時(shí)，燈兩端的電壓U_L=2V，
則P_L=U_LI=2V×0.5A=1W．
答：閉合開關(guān)，在保證電路各元件都安全的情況下，燈L消耗的最大電功率可達(dá)到1W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是燈泡消耗功率最大時(shí)電路中最大電流的確定．