Question

【題目】在綜合實(shí)踐活動(dòng)課上，小明設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的調(diào)光燈電路．已知電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，定值電阻R1的阻值為6Ω．閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻R2的滑片P從最右端逐漸滑至最左端，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)，描繪出的I﹣U圖線如圖乙所示．求：

（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流和電阻；

（2）電源電壓；

（3）滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率．

Answer 1

【答案】（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A，電阻為12Ω；

（2）電源電壓為9V；

（3）滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)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(dòng)變阻器R2串聯(lián)，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(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；

（2）由圖乙可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時(shí)，電流表的示數(shù)和燈泡的額定電流相等，此時(shí)變阻器接入電路中的電阻為零，根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；

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

解：由電路圖可知，燈泡L、定值電阻R1、滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，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(fā)光時(shí)的電流：

IL===0.5A，

由I=可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：

RL===12Ω；

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

此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零，燈泡兩端的電壓UL=6V，

此時(shí)R1兩端的電壓：

U1=IR1=0.5A×6Ω=3V，

因串聯(lián)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(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí)，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(shù)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(shí)際功率：

PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．

答：（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A，電阻為12Ω；

（2）電源電壓為9V；

（3）滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為0.36W．