Question

19．如图甲电路所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“6V 6W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为3V，求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻
（2）电源电压
（3）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率
（4）当电压表的示数为2V时，滑动变阻器通电10s所消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻；
（2）由串联电路电压特点计算电源电压；
（3）由I-U图象求出电路电流为0.7A时，灯泡两端的电压，由电功率公式P=UI求出灯泡的实际功率；
（4）由I-U图象求出电压表示数为2V时的电路电流，然后由电功公式W=UIt求出整个电路消耗的电能．

解答 解：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得灯泡电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）由图甲知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中电流，
灯泡电压等于额定电压时正常发光，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为3V，
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，所以电源电压：
U=U_额+U_R=6V+3V=9V；
（3）由图乙可知，当电流表示数为0.7A时，小灯泡两端电压为3V，
所以小灯泡的电功率：
P_L=U_LI=3V×0.7A=2.1W；
（4）由乙图可知，当电压表示数为2V时，电路中的电流为0.5A，
则滑动变阻器两端电压为：
U_R′=U-U_L′=9V-2V=7V，
所以滑动变阻器消耗的电能为：
W_R=U_R′I′t=7V×0.5A×10s=35J．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为6Ω；
（2）电源电压为9V；
（3）当电流表的示数为0.7A时，小灯泡的电功率为2.1W；
（4）当电压表的示数为2V时，滑动变阻器通电10s所消耗的电能为35J．

点评 本题考查了求电阻阻值、灯泡实际功率、电路消耗的电能，难度不大，由I-U图象求出电压与电流是正确解题的关键．