Question

19．如圖甲所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣．通過(guò)特殊金屬材料制成的電阻R₁的電流I₁與它兩端的電壓U₁的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，當(dāng)把滑片P移到最左端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)是多少？
（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁、S₃，閉合S₂，電流表示數(shù)為0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為10Ω，小燈泡消耗的實(shí)際功率為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓與額定功率應(yīng)用電功率公式可以求出燈泡電阻．
（2）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律求出電流表示數(shù)．
（3）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，由圖示圖象求出電流對(duì)應(yīng)的電壓，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡電阻，最后由P=UI求出燈泡實(shí)際功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L額}^{2}}{{P}_{L額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω．
（2）由圖示電路圖可知，閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，當(dāng)把滑片P移到最左端時(shí)，
燈泡與R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
燈泡正常發(fā)光，則并聯(lián)電壓（電源電壓）：U=U_L額=6V，
由圖示圖象可知，通過(guò)R₁的電流：I₁=0.45A，
由P=UI可知，通過(guò)燈泡的電流：I_L=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
電流表示數(shù)：I=I₁+I_L=0.45A+0.5A=0.95A；
（3）由圖示電路圖可知，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁、S₃，閉合S₂時(shí)，燈泡與兩電阻串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，
由圖示圖象可知，電流I=0.1A對(duì)應(yīng)的電壓：U₁=0.5V，
滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=IR_滑=0.1A×10Ω=1V，
燈泡兩端電壓：U_L=U-U₁-U_滑=6V-0.5V-1V=4.5V，
燈泡實(shí)際功率：P=U_LI=4.5V×0.1A=0.45W；
答：（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為12Ω．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，當(dāng)把滑片P移到最左端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)是0.95A．
（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁、S₃，閉合S₂，電流表示數(shù)為0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為10Ω，小燈泡消耗的實(shí)際功率為0.45W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求電阻、電流表示數(shù)、燈泡功率，分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用電功率公式、串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．