Question

在圖甲電路中，電源電壓為12V且保持不變，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，燈泡上標(biāo)有“6V  3W”宇樣，燈泡中電流隨電壓變化關(guān)系如圖乙所示．

問(wèn)：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流多大？
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)是多少？
（3）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值及此時(shí)電路消耗的總功率各是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，由燈泡電流隨電壓變化關(guān)系讀出正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）根據(jù)乙圖可查出燈泡電流為0.4A時(shí)的電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求得電壓表示數(shù)；
（3）根據(jù)電流表量程可知電路最大電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律可求出電路總電阻，然后減去燈泡在0.5A時(shí)的電阻，就是滑動(dòng)變阻器的最小電阻，根據(jù)P=UI求出電路安全工作時(shí)電路消耗的最大總功率．
解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V，由乙圖可知正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A．
答：燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是0.5A．
（2）由圖象可知，當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，小燈泡兩端的電壓為3V，則電壓表讀數(shù)：U_R=U-U_L=12V-3V=9V；
答：當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)是9V．
（3）由題意可知，電路的最大電流I_最大=0.5A，
∴電路中的最大總電阻：R_總===24Ω，
由圖可知當(dāng)燈泡電流0.5A時(shí)，燈泡電壓為6V，
則燈泡的電阻R_L===12Ω，
所以滑阻最小阻值為：R=R_總-R_L=24Ω-12Ω=12Ω．
此時(shí)電路消耗的總功率：P=UI=12V×0.5A=6W．
答：為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值為12Ω；此時(shí)電路消耗的最大總功率為6W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，這也是學(xué)生比較容易出錯(cuò)的地方．