Question

如圖（甲）所示的電路中，電源電壓為9V且保持不變，燈泡上標(biāo)有“6V　6W”字樣，此燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖（乙）所示．

求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈泡的阻值；
（3）燈泡正常發(fā)光5min所消耗的電能；
（4）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，求此時(shí)電壓表的示數(shù)及滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值．

Answer 1

解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)I===1A；
答：燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)是1A．
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈泡的阻值R===6Ω；
答：燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈泡的阻值是6Ω．
（3）燈泡正常發(fā)光5min所消耗的電能W=Pt=6W×5×60s=1800J；
答：燈泡正常發(fā)光5min所消耗的電能是1800J．
（4）由圖乙可知，電流表示數(shù)即電路電流為0.4A時(shí)，燈泡電壓是1V，即電壓表示數(shù)是1V；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=9V-1V=8V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R_滑===20Ω；
答：此時(shí)電壓表的示數(shù)是1V，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值是20Ω．
分析：由題意知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是6W；由電路圖可知：
燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)燈泡電壓；
（1）由電功率的變形公式I=可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）由歐姆定律可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（3）由W=Pt可以求出燈泡正常工作5min所消耗的電能；
（4）由圖乙所示圖象求出電流為0.4A時(shí)，燈泡所對(duì)應(yīng)的電壓，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器電壓，然后由歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器阻值．
點(diǎn)評(píng)：本題難度不大，是一道簡(jiǎn)單的電學(xué)計(jì)算題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用電功率的變形公式、歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)即可正確解題；由圖象求出電流對(duì)應(yīng)的電壓，是解最后一問(wèn)的關(guān)鍵．