Question

如圖（甲）所示的電路是開縣某中學(xué)課外興趣小組測量小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的電路圖，實驗中使用的電源電壓為9V且保持不變，燈泡上標(biāo)有“6V 6W”字樣，測得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)光時電流表的示數(shù)；
（2）燈泡正常發(fā)光5min所消耗的電能；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時，求此時電壓表的示數(shù)及滑動變阻器R接入電路的阻值．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖象得出通過燈泡的電流，即為電流表的示數(shù)；
（2）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出5min所消耗的電能；
（3）根據(jù)圖象讀出電流表的示數(shù)為0.4A時燈泡兩端的電壓，即為電壓表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答：解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V，由圖象可知通過燈泡的電流為1A，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴電流表的示數(shù)為1A；
（2）燈泡正常發(fā)光時的功率為6W，5min所消耗的電能：
W=Pt=6W×5×60s=1800J；
（3）由圖象可知，電流表的示數(shù)為0.4A時燈泡兩端的電壓U_L=1V，即電壓表的示數(shù)為1V，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-1V=8V，
根據(jù)歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R=

UR

I

=

8V

0.4A

=20Ω．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為1A；
（2）燈泡正常發(fā)光5min所消耗的電能為1800J；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.4A時，電壓表的示數(shù)為1V，滑動變阻器R接入電路的阻值為20Ω．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出對應(yīng)的電流和電壓值以及知道燈泡正常發(fā)光時的電壓與額定電壓相等．