Question

17．在如图1所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的量程为0-3A，电压表的量程为0～15V，灯泡L上标有“6V  6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图2所示．
求：（1）灯泡正常发光时的电流．
（2）当电流表示数为0.4A时，则此时灯泡的实际功率．
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值及此时电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的额定电压和额定功率，利用功率公式可求得正常发光时的电流；
（2）根据乙图可查出灯泡电流为0.4A时的电压，然后根据P=UI得到灯泡实际功率；
（3）根据灯泡规格可知电路最大电流为1A，利用电源电压和最大电流可求出电路总电阻，然后减去灯泡在1A时的电阻，就是滑动变阻器的最小电阻．

解答 解：
（1）因为P=UI，
所以小灯泡正常发光时的电流：I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
（2）由图可知，当电流表示数为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V，则
灯泡实际功率为P_实=U_实I_实=1V×0.4A=0.4W；
（3）由图可知，当灯泡电流为1A时，灯泡两端电压为6V，
则此时灯泡电阻R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
电路总电阻为R_总=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{9V}{1A}$=9Ω，
由于灯泡和滑动变阻器串联，
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为：R_总-R_L=9Ω-6Ω=3Ω；
电路消耗的最大总功率为P_总=UI_最大=9V×1A=9W．
答：
（1）灯泡正常发光时的电流为1A．
（2）当电流表示数为0.4A时，实际功率为0.4W．
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值W为3Ω，此时电路消耗的总功率为9W．

点评 灯泡电阻会随着温度的升高而发生变化，故应注意不同电压下的电阻不同及电灯的正常发光指的是工作在额定状态下．