Question

如图（甲）所示的电路是开县某中学课外兴趣小组测量小灯泡的电流随电压变化关系的电路图，实验中使用的电源电压为9V且保持不变，灯泡上标有“6V 6W”字样，测得此灯泡的电流随电压变化关系如图（乙）所示，求：
（1）灯泡正常发光时电流表的示数；
（2）灯泡正常发光5min所消耗的电能；
（3）当电流表示数为0.4A时，求此时电压表的示数及滑动变阻器R接入电路的阻值．

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）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图象得出通过灯泡的电流，即为电流表的示数；
（2）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt求出5min所消耗的电能；
（3）根据图象读出电流表的示数为0.4A时灯泡两端的电压，即为电压表的示数，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻．

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，由图象可知通过灯泡的电流为1A，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴电流表的示数为1A；
（2）灯泡正常发光时的功率为6W，5min所消耗的电能：
W=Pt=6W×5×60s=1800J；
（3）由图象可知，电流表的示数为0.4A时灯泡两端的电压U_L=1V，即电压表的示数为1V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=9V-1V=8V，
根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=

UR

I

=

8V

0.4A

=20Ω．
答：（1）灯泡正常发光时电流表的示数为1A；
（2）灯泡正常发光5min所消耗的电能为1800J；
（3）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为1V，滑动变阻器R接入电路的阻值为20Ω．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式的应用，关键是根据图象得出对应的电流和电压值以及知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等．