Question

【題目】在綜合實踐活動課上，小明設計了一個如圖所示的調光燈電路．已知電源電壓不變，燈泡L標有“6V 3W”字樣，定值電阻R1的阻值為6Ω．閉合開關，將滑動變阻R2的滑片P從最右端逐漸滑至最左端，記下多組對應的電壓表和電流表示數，描繪出的I﹣U圖線如圖乙所示．求：

（1）燈泡L正常發光時的電流和電阻；

（2）電源電壓；

（3）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，燈泡L的實際功率．

Answer 1

【答案】（1）燈泡L正常發光時的電流為0.5A，電阻為12Ω；

（2）電源電壓為9V；

（3）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，燈泡L的實際功率為0.36W

【解析】試題分析：由電路圖可知，燈泡L、定值電阻R1、滑動變阻器R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI求出燈泡L正常發光時的電流，再根據歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻；

（2）由圖乙可知，當電壓表的示數為零時，電流表的示數和燈泡的額定電流相等，此時變阻器接入電路中的電阻為零，根據歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；

（3）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，根據圖乙可知電路中的最小電壓和電壓表的示數，根據歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據P=UI求出燈泡L的實際功率．

解：由電路圖可知，燈泡L、定值電阻R1、滑動變阻器R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流．

（1）由P=UI可得，燈泡L正常發光時的電流：

IL===0.5A，

由I=可得，燈泡正常發光時的電阻：

RL===12Ω；

（2）由圖乙可知，當電壓表的示數為零時，電流表的示數I=0.5A和燈泡的額定電流相等，

此時滑動變阻器接入電路中的電阻為零，燈泡兩端的電壓UL=6V，

此時R1兩端的電壓：

U1=IR1=0.5A×6Ω=3V，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源的電壓：

U=UL+U1=6V+3V=9V；

（3）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，

由圖乙可知，電路中的最小電壓I小=0.3A，電壓表的示數U2=6V，

R1兩端的電壓：

U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V，

燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V，

燈泡L的實際功率：

PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．

答：（1）燈泡L正常發光時的電流為0.5A，電阻為12Ω；

（2）電源電壓為9V；

（3）滑動變阻器R2的滑片P在最右端時，燈泡L的實際功率為0.36W．