Question

在综合实践活动课上，小明设计了一个如图所示的调光灯电路．已知电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，定值电阻R₁的阻值为6Ω．闭合开关，将滑动变阻R₂的滑片P从最右端逐渐滑至最左端，记下多组对应的电压表和电流表示数，描绘出的I﹣U图线如图乙所示．求：

（1）灯泡L正常发光时的电流和电阻；

（2）电源电压；

（3）滑动变阻器R₂的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率．

Answer

（1）灯泡L正常发光时的电流为0.5A，电阻为12Ω；

（2）电源电压为9V；

（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率为0.36W

【解析】试题分析：由电路图可知，灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出灯泡L正常发光时的电流，再根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；

（2）由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数和灯泡的额定电流相等，此时变阻器接入电路中的电阻为零，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；

（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，根据图乙可知电路中的最小电压和电压表的示数，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据P=UI求出灯泡L的实际功率．

【解析】
由电路图可知，灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）由P=UI可得，灯泡L正常发光时的电流：

IL===0.5A，

由I=可得，灯泡正常发光时的电阻：

RL===12Ω；

（2）由图乙可知，当电压表的示数为零时，电流表的示数I=0.5A和灯泡的额定电流相等，

此时滑动变阻器接入电路中的电阻为零，灯泡两端的电压UL=6V，

此时R1两端的电压：

U1=IR1=0.5A×6Ω=3V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：

U=UL+U1=6V+3V=9V；

（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，

由图乙可知，电路中的最小电压I小=0.3A，电压表的示数U2=6V，

R1两端的电压：

U1′=I小R1=0.3A×6Ω=1.8V，

灯泡两端的电压：

UL′=U﹣U1′+U2=9V﹣1.8V﹣6V=1.2V，

灯泡L的实际功率：

PL′=UL′I小=1.2V×0.3A=0.36W．

答：（1）灯泡L正常发光时的电流为0.5A，电阻为12Ω；

（2）电源电压为9V；

（3）滑动变阻器R2的滑片P在最右端时，灯泡L的实际功率为0.36W．