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”，電流表的規格為“0～0.6A”，電壓表的規格為“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）燈泡正常發光時的電流．
（2）當電流表示數為0.4A時，電壓表的示數．
（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

分析：（1）燈泡正常發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光時的電流．
（2）根據乙圖可查出燈泡電流為0.4A時的電壓，然后根據串聯電路電壓特點求得電壓表示數；
（3）根據電流表量程可知電路最大電流為0.5A，根據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P=UI求出電路安全工作時電路消耗的最大總功率．

解答：解：（1）燈泡正常發光時的電壓為6V，由乙圖可知正常發光時的電流為0.5A．
（2）由圖象可知，當電流表示數為0.4A時，小燈泡兩端的電壓為4V，則電壓表讀數：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=

U總

I大

=

12V

0.5A

=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=

6V

0.5A

=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）燈泡正常發光時的電流為0.5A．
（2）當電流表示數為0.4A時，電壓表的示數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．

點評：燈泡電阻會隨著溫度的升高而發生變化，故應注意不同電壓下的電阻不同及電燈的正常發光指的是工作在額定狀態下．