Question

7．如圖甲電路所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“6V 　6W”的字樣，小燈泡L和定值電阻R的電流隨電壓的變化曲線如圖乙．求：

（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（2）只閉合開關(guān)S，小燈泡L的實(shí)際功率為1W，若再閉合開關(guān)S₁，電路消耗的總功率．
（3）將圖甲電路中的燈泡L拆下后與一個(gè)滑動(dòng)變阻器R′串聯(lián)在原電源上（如圖丙電路所示），調(diào)節(jié)滑片到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，求滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值．

Answer 1

分析 （1）由燈泡銘牌可知燈泡的額定電壓與額定功率，由于電功率的變形公式可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．
（2）分析清楚圖甲所示電路結(jié)構(gòu)，由圖乙所示圖象求出電壓與電流，然后應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式P=UI求出電路消耗的總功率．
（3）分析清楚圖丙所示電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{L額}^{2}}{{P}_{L額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）由圖甲所示電路圖可知，只閉合開關(guān)S，只有燈泡L接入電路，
此時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為1W，由圖乙所示圖象可知，
燈泡兩端電壓為2V、通過燈泡的電流為0.5A，由此可知電源電壓為2V，
由圖甲所示電路圖可知，再閉合開關(guān)S₁，電阻與燈泡串聯(lián)，通過電阻的電流為0.2A，
干路電流為：I=0.5A+0.2A=0.7A，電路消耗的總功率：P=UI=2V×0.7A=1.4W；
（3）由圖丙所示電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由圖乙所示圖象可知，
電流：I′=0.2A時(shí)，燈泡兩端電壓：U_L′=0.5V，由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R′=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{U-{U}_{L}′}{I′}$=$\frac{2V-0.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
答：（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω．
（2）只閉合開關(guān)S，小燈泡L的實(shí)際功率為1W，若再閉合開關(guān)S₁，電路消耗的總功率為1.4W．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為7.5Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求燈泡電阻與燈泡功率問題，由I-U圖象找出電壓與對(duì)應(yīng)的電流值，是正確解題的前提與關(guān)鍵．