【題目】在綜合實(shí)踐活動(dòng)課上,小明設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的調(diào)光燈電路.已知電源電壓不變,燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣,定值電阻R1的阻值為6Ω.閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻R2的滑片P從最右端逐漸滑至最左端,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù),描繪出的I﹣U圖線如圖乙所示.求:

(1)燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流和電阻;

(2)電源電壓;

(3)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),燈泡L的實(shí)際功率.

【答案】1)燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A,電阻為12Ω;

2)電源電壓為9V;

3)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),燈泡L的實(shí)際功率為0.36W

【解析】試題分析:由電路圖可知,燈泡L、定值電阻R1、滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流.

1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P=UI求出燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流,再根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻;

2)由圖乙可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時(shí),電流表的示數(shù)和燈泡的額定電流相等,此時(shí)變阻器接入電路中的電阻為零,根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓;

3)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,根據(jù)圖乙可知電路中的最小電壓和電壓表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓,根據(jù)P=UI求出燈泡L的實(shí)際功率.

解:由電路圖可知,燈泡L、定值電阻R1、滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流.

1)由P=UI可得,燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流:

IL===0.5A

I=可得,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻:

RL===12Ω;

2)由圖乙可知,當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時(shí),電流表的示數(shù)I=0.5A和燈泡的額定電流相等,

此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為零,燈泡兩端的電壓UL=6V

此時(shí)R1兩端的電壓:

U1=IR1=0.5A×6Ω=3V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,電源的電壓:

U=UL+U1=6V+3V=9V;

3)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,

由圖乙可知,電路中的最小電壓I=0.3A,電壓表的示數(shù)U2=6V

R1兩端的電壓:

U1′=IR1=0.3A×6Ω=1.8V,

燈泡兩端的電壓:

UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V,

燈泡L的實(shí)際功率:

PL′=UL′I=1.2V×0.3A=0.36W

答:(1)燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A,電阻為12Ω;

2)電源電壓為9V;

3)滑動(dòng)變阻器R2的滑片P在最右端時(shí),燈泡L的實(shí)際功率為0.36W

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