Question

在如圖的電路中，電源電壓為9V且保持不變，電流表規格為“0～0.6A”，電壓表規格為“0～15V”，燈泡上標有“6V 3W”字樣，R是定值電阻
（1）燈泡正常發光時的電阻．
（2）當S₁、S₂和S₃都閉合時，調節滑動變阻器，測得了多組電壓表和對應電流表的示數，并將他們繪制成如圖的曲線，計算電阻R的阻值．  
（3）斷開S₂，閉合S₁、S₃，為了保證電路安全，滑動變阻器接人電路中的最小值．

Answer 1

【答案】分析：（1）由燈泡的銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率，根據R=求出燈泡正常發光時的電阻．
（2）由電路圖可知，當S₁、S₂和S₃都閉合時，燈泡L與電阻R并聯，電壓表測并聯電路兩端的電壓，電流表測干路電流；當燈泡正常發光時燈泡的實際電流和額定電流相等；根據圖象可知，當燈泡和電阻R兩端的電壓為6V時對應的干路電流，根據歐姆定律和并聯電路的電流特點求出電阻R的阻值．
（3）當斷開S₂，閉合S₁、S₃時，燈泡L與滑動變阻器串聯，為了保證電路安全燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的電阻最小，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出滑動變阻器接人電路中的最小值．
解答：解：（1）燈泡正常發光時的電阻為R_L===12Ω； 
（2）由圖象可知，當燈泡L與電阻R并聯電路兩端的電壓為U_并=6V時，干路電流為I=1A；
由并聯電路的電流特點可得：I_L+I_R=+=1A，
即：+=1A，解得：R=12Ω；
（3）燈泡正常工作時電路中的電流I′=I_L===0.5A，
滑動變阻器分得的電壓為U_滑=U-U_L額=9V-6V=3V，
滑動變阻器接入電路的電阻為R_滑===6Ω．
答：（1）燈泡正常發光時的電阻為12Ω；
（2）電阻R的阻值為12Ω；  
（3）斷開S₂，閉合S₁、S₃，為了保證電路安全，滑動變阻器接人電路中的最小值為6Ω．
點評：本題考查了電阻、電流的計算和串并聯電路特點、電功率公式的靈活應用，側重考查了學生的讀圖能力；關鍵有三：一是知道不同電壓下燈泡的電阻不同，二是正確的使用電壓表、電流表和滑動變阻器，三是能辨別開關閉合、斷開時電路的串并聯．