Question

20．如图甲电路所示，电源电压9V且保持不变，小灯炮标有“6V 6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙．求：

（1）小灯炮正常发光时电阻为多少欧姆？
（2）当电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器连入电路的电阻为多少？
（3）当电流表的示数为0.6A时，小灯泡的实际电功率为多少瓦？
（4）当电压表的示数为3V时，整个电路10s内消耗的电能是多少焦耳？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路电流，电压表测灯泡两端电压；
（1）根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$计算出灯泡的电阻值；
（2）由I-U图象求出电路电流为0.5A时，灯泡两端的电压，由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）由I-U图象求出电路电流为0.6A时，灯泡两端的电压，由电功率公式P=UI求出灯泡的实际功率；
（3）由I-U图象求出电压表示数为3V时的电路电流，然后由电功公式W=UIt求出整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，小灯泡正常发光时的电阻为：
R=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）由I-U图象可知，当电流表的示数为0.5A时，小灯泡两端电压U_L′=2V；
滑动变阻器两端的电压为：U_滑=9V-2V=7V；
此时滑动变阻器连入电路的电阻为：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{7V}{0.5A}$=14Ω；
（3）由I-U图象可知，当电流表的示数为0.6A时，小灯泡两端的电压大约为2.5V，所以小灯泡的电功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.6A=1.5W；
（4）电压表的示数为3V时，电路中的电流I″=I_L=0.7A，
整个电路10s内消耗的电能：
W=UI″t=9V×0.7A×10s=63J；
答：（1）小灯炮正常发光时电阻为6Ω；
（2）当电流表的示数为0.5A时，滑动变阻器连入电路的电阻为14Ω；
（3）当电流表的示数为0.6A时，小灯泡的实际电功率为1.5W；
（4）当电压表的示数为3V时，整个电路10s内消耗的电能是63J．

点评 本题考查了求电阻阻值、灯泡实际功率、电路消耗的电能，难度不大，是一道基础题，由I-U图象求出电压与电流是正确解题的关键．