Question

在如图1所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，灯泡上标有“6V 6W”字样，电流表与电压表的示数关系如图2所示，试求：
（1）灯泡正常发光地的电阻．
（2）当电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻．
（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率．

Answer 1

分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI和串联电路的电流特点求出电路中的电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（2）根据图象读出电流表示数为0.4A时，灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（3）根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，利用P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率．

解答：解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的电压为6V，功率为6W，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据P=UI可得，此时电路中的电流：
I=I_L=

PL

UL

=

6W

6V

=1A，
∵I=

U

R

，
∴灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

1A

=6Ω；
（2）由图象可知，当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为1V，此时灯泡的电阻：
R_L′=

U′L

I′

=

1V

0.4A

=2.5Ω；
（3）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L=9V-6V=3V，
滑动变阻器消耗的电功率：
P_滑=U_滑I=3V×1A=3W．
答：（1）灯泡正常发光地的电阻为6Ω；
（2）当电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻为2.5Ω；
（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为3W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象得出相应的关系，要特别注意灯泡的电阻随两端的电压发生变化．