Question

【题目】在综合实践活动课上，小明设计了一个如图所示的调光灯电路．已知电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω．闭合开关，将滑动变阻R2的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，记下多组对应的电压表和电流表示数，描绘出的I﹣U图线如图乙所示．求：

（1）灯泡L正常发光时的电流和电阻；
（2）电源电压；
（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI可得，灯泡L正常发光时的电流：

IL= =0.5A，

由I= 可得，灯泡正常发光时的电阻：

RL= =12Ω；

答：灯泡L正常发光时的电流为0.5A，电阻为12Ω；

（2）解：由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数I=0.5A和灯泡的额定电流相等，

此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，灯泡两端的电压UL=6V，

此时R1两端的电压：

U1=IR1=0.5A×6Ω=3V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：

U=UL+U1=6V+3V=9V；

答：电源电压为9V；

（3）解：滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，

由图乙可知，电路中的最小电压I小=0.3A，电压表的示数U2=6V，

R1两端的电压：

U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V，

灯泡两端的电压：

UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V，

灯泡L的实际功率：

PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．

答：滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率为0.36W．

【解析】（1）已知灯泡的额定功率和额定电压，利用电功率公式的变形公式计算灯泡正常发光时的电流；利用欧姆定律的变形公式计算灯泡正常发光时的电阻；
（2）由图乙可知，当电压表的示数为零时，电路中的电流等于灯泡的额定电流，此时小灯泡正常发光，利用欧姆定律的变形公式U＝IR计算出电阻R1两端的电压，再根据串联电路中电压的特点计算电源电压；
（3）从图乙读出电压表示数最大时电路中的电流，利用欧姆定律的变形公式U＝IR计算出电阻R1两端的电压，再根据串联电路电压的特点计算出灯泡两端的实际电压，再利用公式P＝UI计算它的实际功率 .
【考点精析】掌握欧姆定律的变形公式和电功率的计算公式是解答本题的根本，需要知道公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．