Question

13．在如图甲的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的是量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡上标有“6V  6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示．
（1）灯泡正常发光时的电阻是多少？
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数是多少？
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图乙读出通过灯泡的电流，根据根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（2）根据图象读出电流表示数为0.4A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（3）根据灯泡正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，根据图乙读出灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6V，由乙图可知正常发光时的电流I_L=1.0A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{1.0A}$=6Ω；
（2）由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，当电路中的电流为0.4A时，其两端的电压为1V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L′=9V-1V=8V；
（3）因灯泡正常发光时的电流为1.0A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流I_大=0.6A，
由图乙可知，灯泡两端的电压U_L″=2V，
滑动变阻器两端的电压：
U_滑′=U-U_L″=9V-2V=7V，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{大}}$=$\frac{7V}{0.6A}$≈11.7Ω．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻是6Ω；
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数是8V；
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是11.7Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出电压和电流的对应值．