试题

如图1，电源电压为9V且保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，灯泡标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图2所示，求：
（1）灯泡正常发光时的电阻．
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数．
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值．
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时候，整个电路消耗的总功率．

解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由图象可知通过灯泡的电流为1A，
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

1A

=6Ω；
（2）由图象可知通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡两端的电压U_L′=1V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电压表的示数：
U_滑′=U-U_L′=9V-1V=8V；
（3）灯泡正常发光时的电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
则电路中的最大电流为0.6A，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由图可知，此时灯泡两端的电压U_L″=2V，
灯泡的电阻：
R_L′=

UL″

Imax

=

2V

0.6A

≈3.3Ω
此时电路中的总电阻：
R_总=

U

Imax

=

9V

0.6A

=15Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑min=R_总-R_L′=15Ω-3.3Ω=11.7Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时，整个电路消耗的总功率：
P=UI_L=9V×0.6A=5.4W．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V；
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为11.7Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时候，整个电路消耗的总功率为5.4W．
解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由图象可知通过灯泡的电流为1A，
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

1A

=6Ω；
（2）由图象可知通过灯泡的电流为0.4A时，灯泡两端的电压U_L′=1V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电压表的示数：
U_滑′=U-U_L′=9V-1V=8V；
（3）灯泡正常发光时的电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
则电路中的最大电流为0.6A，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由图可知，此时灯泡两端的电压U_L″=2V，
灯泡的电阻：
R_L′=

UL″

Imax

=

2V

0.6A

≈3.3Ω
此时电路中的总电阻：
R_总=

U

Imax

=

9V

0.6A

=15Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R_滑min=R_总-R_L′=15Ω-3.3Ω=11.7Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时，整个电路消耗的总功率：
P=UI_L=9V×0.6A=5.4W．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）当电流表示数为0.4A时，电压表的示数为8V；
（3）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值为11.7Ω；
（4）当滑动变阻器接入电路中的最小的时候，整个电路消耗的总功率为5.4W．