Question

7．燈泡L上標有“6V6W”字樣，測得該燈泡的電流隨電壓變化關系如圖（甲）所示．現(xiàn)把燈泡L接入如圖（乙）所示的電路中，若電路電壓為10V不變，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”． 
（1）燈泡L正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)為幾伏？
（2）當電路中的電流為0.4A時，滑動變阻器的阻值為多少？
（3）為了保證電路安全，整個電路消耗的最大功率為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡L正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出電壓表的示數(shù)；
（2）由圖甲可知電路中的電流為0.4A時燈泡兩端的電壓，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器的阻值；
（3）根據P=UI求出燈泡的額定電流，然后與電流表的量程相比較確定電路中的最大電流，此時電路消耗的電功率最大，根據P=UI求出整個電路消耗的最大功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈正常發(fā)光時兩端的電壓U_L=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電壓表的示數(shù)：
U_R=U-U_L=10V-6V=4V；
（2）當電路中的電流為0.4A，由甲圖可知，燈兩端的電壓U_L′=1V，
此時，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R′=U-U_L′=10V-1V=9V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時滑動變阻器的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}′}{I}$=$\frac{9V}{0.4A}$=22.5Ω；
（3）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
因電流表的量程0.6A＜1A，
所以，電路中的最大電流為0.6A，此時電路的總功率最大，
則P_大=UI=10V×0.6A=6W．
答：（1）燈泡L正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)為4V；
（2）當電路中的電流為0.4A時，滑動變阻器的阻值為22.5Ω；
（3）為了保證電路安全，整個電路消耗的最大功率為6W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，正確的判斷電路中的最大電流是關鍵．