Question

7．電路如圖甲所示．電源電壓為18V，燈泡L的額定電壓為12V，通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關系如圖乙所示．求：

（1）燈泡正常發光時，燈絲的電阻．
（2）移動滑動變阻器觸頭P到某一位置，電流表的示數為0.2A，請估算此時滑動變阻器連入電路的阻值．
（3）滑動變阻器觸頭P向右移動時，電流表、電壓表的示數將如何變化？

Answer 1

分析 （1）額定電壓下燈泡正常發光，由圖象讀出通過燈泡的電流，根據歐姆定律求出燈絲的電阻；
（2）由圖象可知燈泡的實際電流為0.2A時兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻；
（3）由圖可知滑動變阻器與定值電阻串聯，電壓表并聯在滑動變阻器兩端，電流表測電路中的電流；由滑片的移動可知滑動變阻器接入電阻的變化；由歐姆定律可知電路中電流的變化及電壓表示數的變化．

解答 解：（1）由圖乙可知，當U_L=12V時，通過的電流I_L=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈絲的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω；
（2）電流表的示數為0.2A，由圖象可知，燈泡的實際電壓U_L′=6V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L′=18V-6V=12V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω．
（3）由圖可知滑動變阻器與定值電阻串聯，電壓表并聯在滑動變阻器兩端，電流表測電路中的電流，
當滑動變阻器的滑片向右移動時，滑動變阻器接入電阻變大，電路的總電阻變大；
根據I=$\frac{U}{R}$可知，電路中電流變小，即電流表示數變小．
根據U=IR可知，電阻R兩端的電壓變小；根據串聯電路的電壓特點可知：滑動變阻器兩端的電壓變大，即電壓表示數變大．
答：（1）燈泡正常發光時，燈絲的電阻為40Ω．
（2）此時滑動變阻器連入電路的阻值為60Ω．
（3）滑動變阻器觸頭P向右移動時，電流表示數變小、電壓表示數變大．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是從圖象中讀出電流和電壓的對應值．