Question

如图1，电源电压为9V且保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡标有“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阻．
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数．
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值．
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时候，整个电路消耗的总功率．

Answer 1

【答案】分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，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，由图象可知通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（2）由图象可知，当电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（3）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值；
（4）根据P=UI求出当滑动变阻器接入电路中的最小的时整个电路消耗的总功率．
解答：解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，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，
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：
R_L===6Ω；
（2）由图象可知通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡两端的电压U_L′=1V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电压表的示数：
U_滑′=U-U_L′=9V-1V=8V；
（3）灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L=9V-6V=3V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑min===3Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时，整个电路消耗的总功率：
P=UI_L=9V×1A=9W．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V；
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为3Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时候，整个电路消耗的总功率为9W．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，要注意灯泡的电阻是变化的．