Question

【题目】有一个小灯泡标有“6V 6W”的字样，它的电流随电压的变化曲线如图甲，手边现只有电压为9V的电池，以及任意阻值的备选电阻器．为了使此小灯泡正常发光：

（1）请在图乙的方框内画电路图来表示你的设计方案，并说明设计理由．

（2）通过计算回答你所选用的电阻器的规格．

（3）当电流表的示数为0.7A时，整个电路10s内消耗的电能是多少焦？

Answer 1

【答案】（1）设计的电路图如上图所示，原因是电源的电压大于灯泡的额定电压，根据串联电路的分压特点可知应串联一个电阻分压；

（2）所选用的电阻器的规格是3Ω；

（3）当电流表的示数为0.7A时，整个电路10s内消耗的电能是63J．

【解析】试题分析：（1）已知额定电压是6V，所以接在9V的电源上时，电源电压高于灯泡的额定电压，根据串联电路的分压特点可知需要串联电阻进行分压，据此设计电路图；

（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由图象可知通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压，根据欧姆定律求出串联电阻的阻值；

（3）根据W=UIt求出当电流表的示数为0.7A时，整个电路10s内消耗的电能．

解：（1）根据串联电路的分压特点可知，应设计用一个定值电阻与灯泡串联的电路，如图甲或乙所示：

（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，串联电阻两端的电压：

UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

因串联电路中各处的电流相等，

由图象可知，灯泡正常发光时电路中的电流I=1A，

由I=可得，串联电阻的阻值：

R===3Ω；

（3）当电流表的示数为0.7A时，整个电路10s内消耗的电能：

W=UI′t=9V×0.7A×10s=63J．

答：（1）设计的电路图如上图所示，原因是电源的电压大于灯泡的额定电压，根据串联电路的分压特点可知应串联一个电阻分压；

（2）所选用的电阻器的规格是3Ω；

（3）当电流表的示数为0.7A时，整个电路10s内消耗的电能是63J．