Question

16．灯泡L上标有“6V 6W”字样，测得该灯L的电流随电压变化的图象如图甲所示，现将灯泡L接入如图乙电路中，若电路电压10V不变，电流表量程为“0-0.6A”，电压表量程为“0-15V”．
（1）求灯泡正常工作时的电阻．
（2）在保证电路中各仪器安全的情况下，灯泡能否正常工作？请说明理由．
（3）在保证电路安全的前提下，电路消耗的最大总功率为多少？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流；
（1）根据灯泡L上标有“6V 6W”字样的含义，根据P=UI求灯的额定电流，由欧姆定律求灯正常工作时的电阻；
（2）根据图象可知灯泡正常工作时的额定电流，并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流，即可判断灯泡是否能正常工作；
（3）由图判断电路中电流为0.6A时灯的电压，根据串联电路电压的规律确定电压表示数，与电压表量程比较，确定电路中允许的最大电流，根据P=UI求出电路消耗的最大电功率．

解答 解：（1）灯泡L上标有“6V 6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，根据P=UI，灯的额定电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
灯正常工作时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}=\frac{6V}{1A}$=6Ω
（2）电流表量程为“0-0.6A”，灯泡正常发光（U_L=6V）时，电路中的电流为1A＞0.6A，
故灯泡不能正常发光；
（3）当电路中的电流为I_大=0.6A时，由图可知，灯的实际电压：
U_L实=2V，
根据串联电路的电压规律，
U_滑=U-U_L实=10V-2V=8V＜15V，
故电路消耗的最大电功率：
P_max=UI_max=10V×0.6A=6W；
答：（1）灯泡正常工作时的电阻为6Ω．
（2）在保证电路中各仪器安全的情况下，因电流表量程小于灯的额定电流，灯泡不能正常工作；
（3）在保证电路安全的前提下，电路消耗的最大总功率为6W．

点评 本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息，根据电表量程确定电路中最大电流．