Question

12．在图甲的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的量程为0～3A，电压表的理量程为0～15V，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电流随电压变化关系如图乙所示．求：
（1）灯泡正常发光时的电流？
（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及此时电路消耗的总功率？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由灯泡电流随电压变化关系读出正常发光时的电流．
（2）根据乙图可查出灯泡电流为0.4A时的电压，然后根据串联电路电压特点求得电压表示数；
（3）根据电流表量程可知电路最大电流为1A，根据欧姆定律可求出电路总电阻，然后减去灯泡在1A时的电阻，就是滑动变阻器的最小电阻，根据P=UI求出电路安全工作时电路消耗的最大总功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由乙图可知正常发光时的电流为1A．
（2）由图象可知，当电流表示数为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V，则电压表读数：U_R=U-U_L=9V-1V=8V；
（3）由题意可知，电路的最大电流I_最大=1A，
电路中的最大总电阻：R_总=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{9V}{1A}$=9Ω，
由图可知当灯泡电流1A时，灯泡电压为6V，
则灯泡的电阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
所以滑阻最小阻值为：R=R_总-R_L=9Ω-6Ω=3Ω．
此时电路消耗的总功率：P=UI=9V×1A=9W．
答：（1）灯泡正常发光时的电流为1A；
（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3Ω，此时电路消耗的总功率为9W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，这也是学生比较容易出错的地方．