Question

7．灯泡L上标有“6V6W”字样，测得该灯泡的电流随电压变化关系如图（甲）所示．现把灯泡L接入如图（乙）所示的电路中，若电路电压为10V不变，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～15V”． 
（1）灯泡L正常发光时，电压表的示数为几伏？
（2）当电路中的电流为0.4A时，滑动变阻器的阻值为多少？
（3）为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为多少？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯泡L正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出电压表的示数；
（2）由图甲可知电路中的电流为0.4A时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值；
（3）根据P=UI求出灯泡的额定电流，然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流，此时电路消耗的电功率最大，根据P=UI求出整个电路消耗的最大功率．

解答 解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）灯正常发光时两端的电压U_L=6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电压表的示数：
U_R=U-U_L=10V-6V=4V；
（2）当电路中的电流为0.4A，由甲图可知，灯两端的电压U_L′=1V，
此时，滑动变阻器两端的电压：
U_R′=U-U_L′=10V-1V=9V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时滑动变阻器的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}′}{I}$=$\frac{9V}{0.4A}$=22.5Ω；
（3）由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
因电流表的量程0.6A＜1A，
所以，电路中的最大电流为0.6A，此时电路的总功率最大，
则P_大=UI=10V×0.6A=6W．
答：（1）灯泡L正常发光时，电压表的示数为4V；
（2）当电路中的电流为0.4A时，滑动变阻器的阻值为22.5Ω；
（3）为了保证电路安全，整个电路消耗的最大功率为6W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断电路中的最大电流是关键．