Question

在如圖甲所示的電路中，電源電壓為12V且保持不變，滑動變阻器上有“2A　30Ω”，電流表的規(guī)格為“0～0.6A”，電壓表的規(guī)格為“0～15V“，燈泡t標“6V 3W”字樣，燈泡電流隨電壓變化關系如圖乙所示，求：

（1）燈泡正常發(fā)光時的電流．
（2）當電流表示數(shù)為0.4A時，電壓表的示數(shù)．
（3）為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的最小阻值．
（4）電路安全工作時電路消耗的最大總功率．

Answer 1

解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V，由乙圖可知正常發(fā)光時的電流為0.5A．
（2）由圖象可知，當電流表示數(shù)為0.4A時，小燈泡兩端的電壓為4V，則電壓表讀數(shù)：U=U_總-U_額=12V-4V=8V；
（3）由題意可知，電路的最大電流I_大=0.5A，
電路中的總電阻：R_總===24Ω，
由圖可知當燈泡電流0.5A時，電壓為6V，
則燈泡的電阻R_L==12Ω，
所以滑阻最小阻值為：R=R_總-R_L=24Ω-12Ω=12Ω．
（4）電路安全工作時電路消耗的最大總功率：
P=UI_大=12V×0.5A=6W．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A．
（2）當電流表示數(shù)為0.4A時，電壓表的示數(shù)8V．
（3）為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路中的最小阻值為12Ω．
（4）電路安全工作時電路消耗的最大總功率為6W．
分析：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，由燈泡電流隨電壓變化關系讀出正常發(fā)光時的電流．
（2）根據(jù)乙圖可查出燈泡電流為0.4A時的電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點求得電壓表示數(shù)；
（3）根據(jù)電流表量程可知電路最大電流為0.5A，根據(jù)歐姆定律可求出電路總電阻，然后減去燈泡在0.5A時的電阻，就是滑動變阻器的最小電阻，根據(jù)P=UI求出電路安全工作時電路消耗的最大總功率．
點評：燈泡電阻會隨著溫度的升高而發(fā)生變化，故應注意不同電壓下的電阻不同及電燈的正常發(fā)光指的是工作在額定狀態(tài)下．