Question

17．在如圖1所示的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電流表的量程為0-3A，電壓表的量程為0～15V，燈泡L上標(biāo)有“6V  6W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關(guān)系如圖2所示．
求：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，則此時(shí)燈泡的實(shí)際功率．
（3）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R接入電路的最小阻值及此時(shí)電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的額定電壓和額定功率，利用功率公式可求得正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）根據(jù)乙圖可查出燈泡電流為0.4A時(shí)的電壓，然后根據(jù)P=UI得到燈泡實(shí)際功率；
（3）根據(jù)燈泡規(guī)格可知電路最大電流為1A，利用電源電壓和最大電流可求出電路總電阻，然后減去燈泡在1A時(shí)的電阻，就是滑動(dòng)變阻器的最小電阻．

解答 解：
（1）因?yàn)镻=UI，
所以小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
（2）由圖可知，當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，小燈泡兩端的電壓為1V，則
燈泡實(shí)際功率為P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=1V×0.4A=0.4W；
（3）由圖可知，當(dāng)燈泡電流為1A時(shí)，燈泡兩端電壓為6V，
則此時(shí)燈泡電阻R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
電路總電阻為R_總=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{9V}{1A}$=9Ω，
由于燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為：R_總-R_L=9Ω-6Ω=3Ω；
電路消耗的最大總功率為P_總=UI_最大=9V×1A=9W．
答：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為1A．
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時(shí)，實(shí)際功率為0.4W．
（3）為了保證電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值W為3Ω，此時(shí)電路消耗的總功率為9W．

點(diǎn)評(píng) 燈泡電阻會(huì)隨著溫度的升高而發(fā)生變化，故應(yīng)注意不同電壓下的電阻不同及電燈的正常發(fā)光指的是工作在額定狀態(tài)下．