5.在綜合實踐活動課上,小明設計了一個如圖所示的調(diào)光燈電路.已知電源電壓不變,燈泡L標有“6V 3W”字樣,定值電阻R1的阻值為6Ω.閉合開關(guān),將滑動變阻R2的滑片P從最右端逐漸滑至最左端,記下多組對應的電壓表和電流表示數(shù),描繪出的I-U圖線如圖乙所示.求:

(1)燈泡L正常發(fā)光時的電流和電阻;
(2)電源電壓;
(3)滑動變阻器R2的滑片P在最右端時,燈泡L的實際功率.

分析 由電路圖可知,燈泡、R1、R2串聯(lián)連接,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流.
(1)燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等,根據(jù)P=UI求出正常工作得電流,根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出燈泡的電阻;
(2)由圖象讀出,當滑片在左端時,電壓表示數(shù)為零時電路中燈泡與R1串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出此時的阻值,利用歐姆定律求出電源電壓;
(3)由圖象讀出,R2的滑片P在最右端時的電壓和電流,根據(jù)歐姆定律的變形公式求出R1兩端電壓,再利用串聯(lián)電路電壓的特點求出燈泡兩端電壓,最后利用P=UI求出燈泡的實際功率.

解答 解:(1)根據(jù)P=UI得正常工作得電流I=I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
由I=$\frac{U}{R}$得燈泡正常發(fā)光時的電阻RL=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω;
(2)當滑片在最左端時,R2=0Ω,此時燈泡與R1串聯(lián),電路中的電流最大,由圖象可知:I最大=0.5A,此時燈乙發(fā)光;
由串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和得:
R=RL+R1=12Ω+6Ω=18Ω,
由I=$\frac{U}{R}$得:電源電壓U=I最大R=0.5A×18Ω=9V;
(3)當滑片在最右端時,R2最大,此時電路中的電流最小,由圖象可知I最小=0.3A,U2=6V;
由I=$\frac{U}{R}$得:U1′=I最小R1=0.3A×6Ω=1.8V,
U=U-U1′+U2=9V-1.8V-6V=1.2V,
P=UI′=1.2V×0.3A=0.36W.
答:(1)燈泡L正常發(fā)光時的電流和電阻分別為0.5A、12Ω;
(2)電源電壓為9V;
(3)滑動變阻器R2的滑片P在最右端時,燈泡L的實際功率為0.36W.

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的公式的應用,關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等.

練習冊系列答案
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(1)燈泡L的電阻是多少?
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20.如圖所示,電源電壓保持不變,當開關(guān)S1閉合,S2斷開時,電流表的示數(shù)為0.1A,當開關(guān)S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)為0.4A,則電阻R1和R2的阻值之比為(  )
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于是小新認為“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電阻阻值大小有關(guān)”.
請根據(jù)以上敘述回答下列問題:
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