Question

19．如圖甲所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L上標有“6V 3W”字樣．通過特殊金屬材料制成的電阻R₁的電流I₁與它兩端的電壓U₁的關系如圖乙所示．求：

（1）小燈泡L正常發(fā)光時的電阻．
（2）閉合開關S₁、S₃，斷開S₂，當把滑片P移到最左端時，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數是多少？
（3）斷開開關S₁、S₃，閉合S₂，電流表示數為0.1A，此時滑動變阻器連入電路的電阻為10Ω，小燈泡消耗的實際功率為多少？

Answer 1

分析 （1）根據燈泡額定電壓與額定功率應用電功率公式可以求出燈泡電阻．
（2）分析清楚電路結構，然后應用應用并聯電路特點、歐姆定律求出電流表示數．
（3）分析清楚電路結構，由圖示圖象求出電流對應的電壓，然后應用串聯電路特點求出燈泡電阻，最后由P=UI求出燈泡實際功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻：R_L=$\frac{{U}_{L額}^{2}}{{P}_{L額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω．
（2）由圖示電路圖可知，閉合開關S₁、S₃，斷開S₂，當把滑片P移到最左端時，
燈泡與R₁并聯，電流表測干路電流，
燈泡正常發(fā)光，則并聯電壓（電源電壓）：U=U_L額=6V，
由圖示圖象可知，通過R₁的電流：I₁=0.45A，
由P=UI可知，通過燈泡的電流：I_L=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
電流表示數：I=I₁+I_L=0.45A+0.5A=0.95A；
（3）由圖示電路圖可知，斷開開關S₁、S₃，閉合S₂時，燈泡與兩電阻串聯，電流表測電路電流，
由圖示圖象可知，電流I=0.1A對應的電壓：U₁=0.5V，
滑動變阻器兩端電壓：U_滑=IR_滑=0.1A×10Ω=1V，
燈泡兩端電壓：U_L=U-U₁-U_滑=6V-0.5V-1V=4.5V，
燈泡實際功率：P=U_LI=4.5V×0.1A=0.45W；
答：（1）小燈泡L正常發(fā)光時的電阻為12Ω．
（2）閉合開關S₁、S₃，斷開S₂，當把滑片P移到最左端時，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數是0.95A．
（3）斷開開關S₁、S₃，閉合S₂，電流表示數為0.1A，此時滑動變阻器連入電路的電阻為10Ω，小燈泡消耗的實際功率為0.45W．

點評 本題考查了求電阻、電流表示數、燈泡功率，分析清楚電路結構是正確解題的前提與關鍵，應用電功率公式、串并聯電路特點與歐姆定律即可正確解題．