Question

5．如图甲所示是小明在实践活动中设计的模拟调光灯电路，小灯泡L上标有“6V”字样，通过实验测得小灯泡电流随电压变化图象如图乙所示，她选用的电源电压恒定，闭合开关s，当滑动变阻器滑片滑到a端时，小灯泡正常发光．求

（1）小灯泡的额定功率
（2）小灯泡正常工作10min消耗的电能
（3）移动滑动变阻器滑片，当电流表示数为0.5A时，小灯泡的实际功率是多大？变阻器接入电路的电阻是多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等，由图象读出灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算额定功率；
（2）小灯泡正常工作时，其实际功率等于额定功率，由W=Pt求解；
（3）当电流表示数为0.5A时，由图乙中读出小灯泡两端的电流，由P=UI和串联电路的特点解题．

解答 解：
由图知，滑动变阻器滑片滑到a端时，只有小灯泡接入电路，灯泡正常发光，则电源电压U=U_额=6V；
（1）由题知，灯泡额定电压6V，由图乙可知此时通过灯泡的电流为I_额=1A，
所以小灯泡的额定功率：
P_额=U_额I_额=6V×1A=6W；
（2）小灯泡正常工作时，P_实=P_额=6W，
小灯泡正常工作10min消耗的电能：W=P_实t=6W×10×60s=3600J；
（3）如图甲所示，小灯泡与滑动变阻器串联在电路，
当电流表示数I'=0.5A时，由图乙可知，小灯泡两端电压U_灯=2V，
此时小灯泡的实际功率：P_灯=U_灯I'=2V×0.5A=1W；
变阻器两端的电压：U_滑=U-U_灯=6V-2V=4V，
通过变阻器的电流：I_滑=I'=0.5A，
变阻器接入电路的电阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{滑}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω．
答：（1）小灯泡的额定功率为6W；
（2）小灯泡正常工作10min消耗的电能为3600J；
（3）当电流表示数为0.5A时，小灯泡的实际功率是1W；变阻器接入电路的电阻是8Ω．

点评 本题考查了功率及欧姆定律的运用，要掌握串联电路的特点，会从图象中获取相关信息．