Question

5．如圖1所示的電路中，電源電壓為8V且保持不變，燈泡上標(biāo)有“6V  6W”字樣，此燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系如圖2所示，求：

（1）燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)；
（2）此燈泡正常發(fā)光10min所消耗的電能；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，求此時滑動變阻器R接入電路的阻值．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖象讀出燈泡正常發(fā)光時的電流即為電路中電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)Q=UIt=Pt求出燈泡正常發(fā)光10min所消耗的電能；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，根，歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時為6V，功率為6W，
由圖象可知，通過燈泡的電流為1A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電流表的示數(shù)為1A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，此燈泡正常發(fā)光10min所消耗的電能：
W_L=P_Lt=6W×10×60s=3600J
（3）由圖象可知，當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，燈泡兩端的電壓U_L′=2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L′=8V-2V=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時滑動變阻器R接入電路的阻值：
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為1A；
（2）此燈泡正常發(fā)光10min所消耗的電能為3600J；
（3）當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時，此時滑動變阻器R接入電路的阻值為10Ω．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，從圖象中讀出燈泡兩端的電壓和對應(yīng)的電流值是關(guān)鍵．