Question

10．某定值电阻R标有“6V 6W”字样．求它正常工作的电流和电阻．现将该定值电阻与灯L接入电路中，如图所示．通过灯L的电流随电压变化的图象如图所示，电流表量程为“0～0.6 A”，电压表量程为“0～3V”，闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到多少W．

Answer 1

分析 （1）元件正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作的电流；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，由甲电路图可知，R与L串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电压表的示数为3V时电路中的电流，然后与电流表的量程确定电路中的最大电流，由图象可知此时灯泡两端的电压，根据P=UI求出灯泡L消耗的最大电功率．

解答 解：由P=UI可得元件正常工作时的电流为：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{6W}{6V}$=1A  
由I=$\frac{U}{R}$可得定值电阻的阻值为：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
若电路电流为0.6A时，R两端电压U_R=IR=0.6A×6Ω=3.6V，超过电压表的量程，因此电路中的最大电流不能为0.6A；
若电压表的示数为3V时，电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，小于电压表的量程，因此电路中的最大电流为0.5A；
从表中可知，当I=0.5A时，灯两端的电压U_L=2V，
则P_L=U_LI=2V×0.5A=1W．
答：闭合开关，在保证电路各元件都安全的情况下，灯L消耗的最大电功率可达到1W．

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，关键是灯泡消耗功率最大时电路中最大电流的确定．