Question

5．如圖甲所示是小明在實踐活動中設計的模擬調光燈電路，小燈泡L上標有“6V”字樣，通過實驗測得小燈泡電流隨電壓變化圖象如圖乙所示，她選用的電源電壓恒定，閉合開關s，當滑動變阻器滑片滑到a端時，小燈泡正常發(fā)光．求

（1）小燈泡的額定功率
（2）小燈泡正常工作10min消耗的電能
（3）移動滑動變阻器滑片，當電流表示數(shù)為0.5A時，小燈泡的實際功率是多大？變阻器接入電路的電阻是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓和額定電壓相等，由圖象讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，由P=UI計算額定功率；
（2）小燈泡正常工作時，其實際功率等于額定功率，由W=Pt求解；
（3）當電流表示數(shù)為0.5A時，由圖乙中讀出小燈泡兩端的電流，由P=UI和串聯(lián)電路的特點解題．

解答 解：
由圖知，滑動變阻器滑片滑到a端時，只有小燈泡接入電路，燈泡正常發(fā)光，則電源電壓U=U_額=6V；
（1）由題知，燈泡額定電壓6V，由圖乙可知此時通過燈泡的電流為I_額=1A，
所以小燈泡的額定功率：
P_額=U_額I_額=6V×1A=6W；
（2）小燈泡正常工作時，P_實=P_額=6W，
小燈泡正常工作10min消耗的電能：W=P_實t=6W×10×60s=3600J；
（3）如圖甲所示，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在電路，
當電流表示數(shù)I'=0.5A時，由圖乙可知，小燈泡兩端電壓U_燈=2V，
此時小燈泡的實際功率：P_燈=U_燈I'=2V×0.5A=1W；
變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_燈=6V-2V=4V，
通過變阻器的電流：I_滑=I'=0.5A，
變阻器接入電路的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{滑}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω．
答：（1）小燈泡的額定功率為6W；
（2）小燈泡正常工作10min消耗的電能為3600J；
（3）當電流表示數(shù)為0.5A時，小燈泡的實際功率是1W；變阻器接入電路的電阻是8Ω．

點評 本題考查了功率及歐姆定律的運用，要掌握串聯(lián)電路的特點，會從圖象中獲取相關信息．