Question

【題目】一實驗小組設計了如圖甲所示的電路圖，研究燈泡的電流與電壓的關系，電源電壓為9V保持不變，燈泡L標有“6V 1A”字樣（分別是燈泡正常發光時的電壓和電流），滑動變阻器R的最大阻值為30Ω，根據實驗數據，畫出燈泡的電流跟其兩端電壓關系如圖乙所示，求；

（1）燈泡L正常發光時電阻是多少Ω？
（2）當燈泡正常發光時，滑動變阻器接入的阻值是多少Ω？
（3）請根據圖乙分析，當滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時，電流表示數為多少A？

Answer 1

【答案】
（1）解：由I= 可得：

燈泡正常發光時的燈泡的阻值RL= = =6Ω；

（2）解：當燈泡正常發光時，電路電流為1A，

根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：

此時滑動變阻器兩端電壓U滑=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

由I= 可得：

滑動變阻器接入電路的阻值R滑= = =3Ω；

（3）解：當滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時，假設燈泡阻值不變，則此時的總電阻為：

R=R滑′+RL=7.5Ω+6Ω=13.5Ω；

則電流為I= = ≈0.67A；

由圖乙可知：在燈泡兩端的電壓低于額定電壓時燈泡的電阻值變大，所以當滑動變阻器接入阻值是7.5Ω時燈泡兩端的實際電壓低于額定電壓，燈泡的電阻值變大，則此時電路中的電流略低于0.67A，即為0.6A；

則當電路中的電流為0.6A時燈泡兩端的電壓為1.5V，

總電壓U=UL實+U滑′=1.5V+0.6A×7.5Ω=9V；

與電源電壓相等，故電路中的電流為0.67A．

【解析】由電路圖可知：燈泡與滑動變阻器串聯，電流表測電路電流，電壓表測燈泡電壓；（1）已知燈泡額定電壓是6V，額定電流是1A，由I= 可以求出燈泡正常發光時的電阻；（2）當燈泡正常發光時，由串聯電路特點求出滑動變阻器電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器阻值；（3）假設燈泡阻值不變，由串聯電路特點和歐姆定律求出電路中電流，由于燈泡兩端的實際電壓低于額定電壓，燈泡的電阻值變大，則此時電路中的電流略低，然后由圖乙所示圖象求出所對應的電壓，根據串聯電路電壓特點和歐姆定律求出電源電壓，即可判斷電流表示數的大約值．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用，需要了解歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能得出正確答案．