Question

13．在如圖甲的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電流表的是量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，燈泡上標(biāo)有“6V  6W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關(guān)系如圖乙所示．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？
（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是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖乙讀出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈泡的電阻；
（2）根據(jù)圖象讀出電流表示數(shù)為0.4A時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)；
（3）根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最小，根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=6V，由乙圖可知正常發(fā)光時(shí)的電流I_L=1.0A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時(shí)燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1.0A}$=6Ω；
（2）由圖可知，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)電路中的電流為0.4A時(shí)，其兩端的電壓為1V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L′=9V-1V=8V；
（3）因燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為1.0A，電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.6A，
由圖乙可知，燈泡兩端的電壓U_L″=2V，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑′=U-U_L″=9V-2V=7V，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{大}}$=$\frac{7V}{0.6A}$≈11.7Ω．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是6Ω；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)是8V；
（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是11.7Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出電壓和電流的對(duì)應(yīng)值．