Question

9．如图1所示，电源电压U=12V，R₁为定值电阻，阻值为24Ω，R₂为滑动变阻器，R₂的最大阻值为48Ω，小灯泡标有“6V  3W”字样，小灯泡的U-I关系如图2所示．求：

（1）小灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少？
（2）S闭合，S₁、S₂都断开时，调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路中的电阻值为多大？

Answer 1

分析 （1）额定电压下灯泡正常工作，根据图象直接读出灯泡正常工作时通过灯丝的电流．
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器与灯泡串联；根据图象读出当小灯泡两端的电压为4V时电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电阻的阻值．

解答 解：（1）灯泡正常工作时，两端的电压为U_L=6V，由P=UI可得，
灯泡正常工作时通过灯丝的电流I_L=$\frac{P}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）当S闭合，S₁、S₂都断开时，等效电路图如下图所示：

当小灯泡两端的电压为4V时，由图象可知电路中的电流I=0.4A，
滑动变阻器接入电阻的阻值R_滑=$\frac{U-{U}_{L}^{′}}{I}$=$\frac{12V-4V}{0.4A}$=20Ω；
答：（1）小灯泡正常工作时通过灯丝的电流是0.5A；
（2）滑动变阻器接入电路中的电阻值为20Ω．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是开关的闭合、断开时电路连接方式的判断和根据图象得出相关的信息．