Question

【題目】有一個小燈泡標有“6V 6W”的字樣，它的電流隨電壓的變化曲線如圖甲，手邊現只有電壓為9V的電池，以及任意阻值的備選電阻器．為了使此小燈泡正常發光：

（1）請在圖乙的方框內畫電路圖來表示你的設計方案，并說明設計理由．

（2）通過計算回答你所選用的電阻器的規格．

（3）當電流表的示數為0.7A時，整個電路10s內消耗的電能是多少焦？

Answer 1

【答案】（1）設計的電路圖如上圖所示，原因是電源的電壓大于燈泡的額定電壓，根據串聯電路的分壓特點可知應串聯一個電阻分壓；

（2）所選用的電阻器的規格是3Ω；

（3）當電流表的示數為0.7A時，整個電路10s內消耗的電能是63J．

【解析】試題分析：（1）已知額定電壓是6V，所以接在9V的電源上時，電源電壓高于燈泡的額定電壓，根據串聯電路的分壓特點可知需要串聯電阻進行分壓，據此設計電路圖；

（2）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，由圖象可知通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據串聯電路的電壓特點求出串聯電阻兩端的電壓，根據歐姆定律求出串聯電阻的阻值；

（3）根據W=UIt求出當電流表的示數為0.7A時，整個電路10s內消耗的電能．

解：（1）根據串聯電路的分壓特點可知，應設計用一個定值電阻與燈泡串聯的電路，如圖甲或乙所示：

（2）因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，串聯電阻兩端的電壓：

UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

因串聯電路中各處的電流相等，

由圖象可知，燈泡正常發光時電路中的電流I=1A，

由I=可得，串聯電阻的阻值：

R===3Ω；

（3）當電流表的示數為0.7A時，整個電路10s內消耗的電能：

W=UI′t=9V×0.7A×10s=63J．

答：（1）設計的電路圖如上圖所示，原因是電源的電壓大于燈泡的額定電壓，根據串聯電路的分壓特點可知應串聯一個電阻分壓；

（2）所選用的電阻器的規格是3Ω；

（3）當電流表的示數為0.7A時，整個電路10s內消耗的電能是63J．