Question

7．在图甲所示电路中，电源电压恒为9V，灯泡L的额定电压为6V，通过灯泡L的电流I与灯泡两端的电压U的关系如图乙所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率．

Answer 1

分析 （1）灯泡的额定电压已知，由图象读出灯泡正常发光的电流，根据P=UI计算其额定功率；
（2）由甲图分析灯泡与滑动变阻器的连接方式，根据电路特点，运用欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）根据电路特点计算出电压表示数是5V时，灯泡两端的电压，由图象读出此时灯泡电流，根据P=UI计算其实际功率．

解答 解：
（1）由题灯泡的额定电压：U_额=6V，
由图象可知，此时通过灯泡的电流：I_额=0.5A，
所以灯泡的额定功率：P_额=U_额I_额=6V×0.5A=3W；
（2）由甲图可知，L与R串联，
所以灯泡正常发光时，U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
I_R=I_额=0.5A，
根据I=$\frac{U}{R}$，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（3）由图甲，电压表测滑动变阻器两端电压，
所以灯泡的实际电压：U_L′=U-U_R′=9V-5V=4V，
由图象乙可知此时通过灯泡的电流I_L′=0.4A，
所以灯泡的实际功率：P′=U_L′I_L′=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）灯泡的额定功率为3W；
（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为6Ω；
（3）当电压表示数是5V时，灯泡L的实际功率为1.6W．

点评 本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，关键是从图象中找到灯泡在不同电压下对应的电流大小．