Question

如图甲电路所示，电源电压为 9V 且保持不变，小灯炮标有“6V　6W”的字 样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图24乙．求：
（1）小灯炮正常发光时电阻为多少欧姆？
（2）当电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器连入电路的电阻为多少？
（3）当电流表的示数为0.5A时，小灯泡的实际电功率为多少瓦？
（4）当电压表的示数为3V时，整个电路10s 内消耗的电能是多少焦耳？

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由乙图可知正常发光时的电流为1A，
灯泡正常发光时电阻R_L额===6Ω．
（2）由乙图可知，当电流表的示数I=0.5A时，灯泡两端的电压U_L=2V，
滑动变阻器两端的电压U_R=U-U_L=9V-2V=7V，
滑动变阻器接入电路的电阻R===14Ω；
（3）当电流表的示数为0.5A时，
小灯泡的实际电功率P_L=U_LI=2V×0.5A=1W；
（4）由图乙可知，当电压表的示数为3V时，电路中的电流I=0.7A，
整个电路10s内消耗的电能W=UIt=9V×0.7A×10s=63J．
答：（1）小灯炮正常发光时电阻为6Ω；
（2）当电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器连入电路的电阻为14Ω；
（3）当电流表的示数为0.5A时，小灯泡的实际电功率为1瓦；
（4）当电压表的示数为3V时，整个电路10s 内消耗的电能是63焦耳．
分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由灯泡电流随电压变化关系读出正常发光时的电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（2）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，当根据乙图读出电流表的示数即电路中的电流为0.5A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律求出接入电路的电阻值；
（3）根据P=UI求出当电流表的示数为0.5A时小灯泡的实际电功率；
（4）根据乙图读出电压表示数即灯泡两端电压为3V时电路中的电流，根据W=UIt求出整个电路10s内消耗的电能．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是根据图象读出电压表对应的电流和电流表对应的电压．