Question

13．如图甲所示的电路图，电源电压为9V且保持不变，小灯泡L标有“6V 6W”的字样，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P从某点A移到另一点B的过程中（图中未标出），电流表与电压表表示数的变化曲线如图乙所示．求：

（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）小灯泡正常发光60s消耗的电能；
（3）滑片P在A、B位置时，滑动变阻器消耗的电功率之差．

Answer 1

分析 （1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算小灯泡正常发光时的电阻；
（2）由W=Pt计算小灯泡正常发光60s消耗的电能；
（3）由电路图知L与R串联，电压表灯泡两端电压，电流表测电路中电流，由图象读出滑片P在A、B位置时，灯泡两端电压和电路中电流，由串联电路特点和P=UI分别计算滑动变阻器消耗的电功率，从而得到其电功率之差．

解答 解：
（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得小灯泡正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6?；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得小灯泡正常发光60s消耗的电能：
W=P_额t=6W×60s=360J；
（3）由电路图知，L与R串联，电压表灯泡两端电压，电流表测电路中电流，
由乙图可知，P在A时，U_L=2V，I₁=0.5A，
由串联电路特点和P=UI可得滑动变阻器此时消耗的电功率：
P₁=（U-U_L）I₁=（9V-2V）×0.5A=3.5W，
P在B时，U_L′=6V，I₂=1.0A，
此时滑动变阻器的电功率：
P₂=（U-U_L′）I₂=（9V-6V）×1.0A=3.0W，
则两处滑动变阻器电功率之差为：
△P=P₁-P₂=3.5W-3.0W=0.5W．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为6?；
（2）小灯泡正常发光60s消耗的电能为360J；
（3）滑片P在A、B位置时，滑动变阻器消耗的电功率之差0.5W．

点评 本题考查了串联电路特点、电功率公式的灵活应用，解题的关键是从图象中读出有用信息．