Question

10．现在一个电源电压为10V的电源和一个“12V  12W”的灯泡，灯泡的电流随电压变化的关系图象如图所示．
（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，求灯泡的电功率；
（2）若在（1）问的电路中再串联一个规格为“20Ω  1A”的滑动变阻器和量程为0～0.6A的电流表，求滑动变阻器接入电路电阻的最小值．

Answer 1

分析 （1）由图象读出灯泡电压为10V时的电流，由P=UI计算灯泡的电功率；
（2）由P=UI计算灯泡正常发光电流，根据串联电路电流特点和变阻器及电流表量程确定电路中最大电流，由此计算变阻器的最小值．

解答 解：
（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，灯泡电压等于电源电压12V，
由图象读出灯泡电压为10V时的电流为1.0A，
灯泡的电功率：P=UI=12V×1.0A=12W；
（2）由P=UI可得灯泡正常发光的电流：
I_额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{12W}{12V}$=1A，
变阻器允许通过最大电流1A，电流表量程0-0.6A，
根据串联电路中电流处处相等，所以电路中的最大电流为0.6A，此时变阻器连入阻值最小，
由图象知，此时灯泡电压为4.0V，
所以变阻器连入的阻值：
R_最小=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{最大}}$=$\frac{U-{U}_{L}}{{I}_{最大}}$=$\frac{12V-4.0V}{0.6A}$≈13.3Ω．
答：（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，灯泡的电功率为12W；
（2）滑动变阻器接入电路电阻的最小值为13.3Ω．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是能从图象中找到有用的数据．