Question

在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡正常发光时的电压为6V，正常发光时的电流为1A，灯泡电流随电压变化关系如图所示，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．

Answer 1

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电压；
（1）已知灯泡正常发光时的电压与电流，由欧姆定律可以求出灯泡电阻．
（2）由图示I-U图象找出电流为0.4A时灯泡两端电压，然后由串联电路特点求出电压表示数．
（3）根据题意确定保证电路安全时电路最大电流量，然后由串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值．

解答：解：（1）∵I=

U

R

，
∴灯泡正常发光时的电阻：
R_L=

UL额

IL额

=

6V

1A

=6Ω．
（2）由图示I-U图象可知，电流为0.4A时，灯泡两端电压U_L=1V，
此时电压表示数：U_R=U-U_L=9V-1V=8V．
（3）灯泡正常发光时电流为1A，电流表量程为0～0.6A，
为保证电路安全，电路最大电流为I_最大=0.6A，
由图示I-U图象可知，电流为0.6A时，灯泡两端电压U_L′=2V，
滑动变阻器两端电压U_R′=U-U_L′=9V-2V=7V，
∵I=

U

R

，
∴滑动变阻器接入电路的最小阻值：
R_最小=

UR′

I最大

=

7V

0.6A

≈11.67Ω．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻是6Ω．
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数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11.67Ω．

点评：本题考查了求灯泡电阻、电压表示数、滑动变阻器接入电路的最小阻值等问题，分析清楚电路结构、由灯泡的I-U图象求出电流对应的电压、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．