Question

【題目】一實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，研究燈泡的電流與電壓的關(guān)系，電源電壓為9V保持不變，燈泡L標(biāo)有“6V 1A”字樣（分別是燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和電流），滑動變阻器R的最大阻值為30Ω，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出燈泡的電流跟其兩端電壓關(guān)系如圖乙所示，求；

（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)電阻是多少Ω？
（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動變阻器接入的阻值是多少Ω？
（3）請根據(jù)圖乙分析，當(dāng)滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時(shí)，電流表示數(shù)為多少A？

Answer 1

【答案】
（1）解：由I= 可得：

燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈泡的阻值RL= = =6Ω；

（2）解：當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流為1A，

根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：

此時(shí)滑動變阻器兩端電壓U滑=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

由I= 可得：

滑動變阻器接入電路的阻值R滑= = =3Ω；

（3）解：當(dāng)滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時(shí)，假設(shè)燈泡阻值不變，則此時(shí)的總電阻為：

R=R滑′+RL=7.5Ω+6Ω=13.5Ω；

則電流為I= = ≈0.67A；

由圖乙可知：在燈泡兩端的電壓低于額定電壓時(shí)燈泡的電阻值變大，所以當(dāng)滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時(shí)燈泡兩端的實(shí)際電壓低于額定電壓，燈泡的電阻值變大，則此時(shí)電路中的電流略低于0.67A，即為0.6A；

則當(dāng)電路中的電流為0.6A時(shí)燈泡兩端的電壓為1.5V，

總電壓U=UL實(shí)+U滑′=1.5V+0.6A×7.5Ω=9V；

與電源電壓相等，故電路中的電流為0.67A．

【解析】由電路圖可知：燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測燈泡電壓；（1）已知燈泡額定電壓是6V，額定電流是1A，由I= 可以求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動變阻器電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器阻值；（3）假設(shè)燈泡阻值不變，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中電流，由于燈泡兩端的實(shí)際電壓低于額定電壓，燈泡的電阻值變大，則此時(shí)電路中的電流略低，然后由圖乙所示圖象求出所對應(yīng)的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電源電壓，即可判斷電流表示數(shù)的大約值．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能得出正確答案．