Question

20．如圖甲電路所示，電源電壓9V且保持不變，小燈炮標(biāo)有“6V 6W”的字樣，小燈泡的電流隨電壓的變化曲線如圖乙．求：

（1）小燈炮正常發(fā)光時(shí)電阻為多少歐姆？
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為多少？
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)，小燈泡的實(shí)際電功率為多少瓦？
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能是多少焦耳？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓；
（1）根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計(jì)算出燈泡的電阻值；
（2）由I-U圖象求出電路電流為0.5A時(shí)，燈泡兩端的電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）由I-U圖象求出電路電流為0.6A時(shí)，燈泡兩端的電壓，由電功率公式P=UI求出燈泡的實(shí)際功率；
（3）由I-U圖象求出電壓表示數(shù)為3V時(shí)的電路電流，然后由電功公式W=UIt求出整個(gè)電路消耗的電能．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：
R=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）由I-U圖象可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí)，小燈泡兩端電壓U_L′=2V；
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U_滑=9V-2V=7V；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{7V}{0.5A}$=14Ω；
（3）由I-U圖象可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)，小燈泡兩端的電壓大約為2.5V，所以小燈泡的電功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.6A=1.5W；
（4）電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流I″=I_L=0.7A，
整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能：
W=UI″t=9V×0.7A×10s=63J；
答：（1）小燈炮正常發(fā)光時(shí)電阻為6Ω；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.5A時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為14Ω；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.6A時(shí)，小燈泡的實(shí)際電功率為1.5W；
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能是63J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電阻阻值、燈泡實(shí)際功率、電路消耗的電能，難度不大，是一道基礎(chǔ)題，由I-U圖象求出電壓與電流是正確解題的關(guān)鍵．