Question

如圖（甲）所示的電路是開縣某中學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．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功公式的應用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出對應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．