Question

【題目】有一個(gè)小燈泡標(biāo)有“6V 6W”的字樣，它的電流隨電壓的變化曲線如圖甲，手邊現(xiàn)只有電壓為9V的電池，以及任意阻值的備選電阻器．為了使此小燈泡正常發(fā)光：

（1）請?jiān)趫D乙的方框內(nèi)畫電路圖來表示你的設(shè)計(jì)方案，并說明設(shè)計(jì)理由．

（2）通過計(jì)算回答你所選用的電阻器的規(guī)格．

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能是多少焦？

Answer 1

【答案】（1）設(shè)計(jì)的電路圖如上圖所示，原因是電源的電壓大于燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻分壓；

（2）所選用的電阻器的規(guī)格是3Ω；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能是63J．

【解析】試題分析：（1）已知額定電壓是6V，所以接在9V的電源上時(shí)，電源電壓高于燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知需要串聯(lián)電阻進(jìn)行分壓，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖；

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，由圖象可知通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出串聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值；

（3）根據(jù)W=UIt求出當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能．

解：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)設(shè)計(jì)用一個(gè)定值電阻與燈泡串聯(lián)的電路，如圖甲或乙所示：

（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，串聯(lián)電阻兩端的電壓：

UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

由圖象可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流I=1A，

由I=可得，串聯(lián)電阻的阻值：

R===3Ω；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能：

W=UI′t=9V×0.7A×10s=63J．

答：（1）設(shè)計(jì)的電路圖如上圖所示，原因是電源的電壓大于燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知應(yīng)串聯(lián)一個(gè)電阻分壓；

（2）所選用的電阻器的規(guī)格是3Ω；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí)，整個(gè)電路10s內(nèi)消耗的電能是63J．