Question

【題目】在綜合實踐活動課上，小明設(shè)計了一個如圖所示的調(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)，將滑動變阻R2的滑片P從最右端逐漸滑至最左端，記下多組對應(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）解：由P=UI可得，燈泡L正常發(fā)光時的電流：

IL= =0.5A，

由I= 可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：

RL= =12Ω；

答：燈泡L正常發(fā)光時的電流為0.5A，電阻為12Ω；

（2）解：由圖乙可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時，電流表的示數(shù)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(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；

答：電源電壓為9V；

（3）解：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(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的實際功率：

PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．

答：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】（1）已知燈泡的額定功率和額定電壓，利用電功率公式的變形公式計算燈泡正常發(fā)光時的電流；利用歐姆定律的變形公式計算燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）由圖乙可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時，電路中的電流等于燈泡的額定電流，此時小燈泡正常發(fā)光，利用歐姆定律的變形公式U＝IR計算出電阻R1兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的特點計算電源電壓；
（3）從圖乙讀出電壓表示數(shù)最大時電路中的電流，利用歐姆定律的變形公式U＝IR計算出電阻R1兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點計算出燈泡兩端的實際電壓，再利用公式P＝UI計算它的實際功率 .
【考點精析】掌握歐姆定律的變形公式和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統(tǒng)一；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．