中考物理满分冲刺｜宿迁电学压轴：从12Ω到55Ω，再到2.4W的三级跳
灯泡电阻不是定值 · U-I图像 · 串联分压 · 电功率
原题再现
如图甲所示电路，电源电压恒为 12V，灯泡的额定电压为 6V。闭合开关，将滑动变阻器金属滑片从最右端向左移动，根据电流表和电压表的示数，画出灯泡L的电流随电压变化的关系图像，如图乙所示。求：
(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)滑动变阻器的最大阻值。
(3)设计亮度可调节的台灯。断开开关，将另一个规格相同的灯泡串联接入原电路。闭合开关，台灯处于阅读模式时，亮度最大；处于夜灯模式时，亮度最小，滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω，求此时电路消耗的总功率。
考点归纳
欧姆定律／串联电路电压规律／电功率／U-I图像非线性
易错点
把灯泡电阻当定值、漏看电表测量对象、忽略“正常发光”隐含条件。
点拨
本题是图文信息类电学综合中考题。通览全题后，多提倡执果索因、按需分配的方式提取信息。
(1)灯泡“正常发光”时的电阻，正常发光的隐含条件是 U实=U额=6V。联系欧姆定律，还要找到正常发光时的电流。观察灯泡L的电流随电压变化的关系图像。
还要确认甲图电表的测量对象。图中灯泡和滑动变阻器串联；电压表和灯泡并联，测量灯泡两端的电压；电流表串联在电路中，测量串联电路中的电流。
(2)甲图中灯泡和滑动变阻器串联且电源电压U=12V恒定，故其阻值最大时，通过灯泡的电流最小，即Imin=0.2A，此时灯泡两端的电压Umin=1V。由串联电路电压的规律可知，滑动变阻器两端的电压U滑=U−Umin=12V−1V=11V。
(3)此处感觉很容易，定是容易错而已。压轴题失分往往不是因为难，而是因为“觉得容易”——慢下来，逐句落实。
“又串联了一个规格相同的灯泡；夜灯模式时灯泡亮度最小”。亲自操作过测量灯泡电功率的同学一定知道，通过灯泡的电流小于一定值时灯泡不发光。
再次审视图乙，常识告诉我们金属丝的电阻随温度的升高而增大，图像并不是直线，也表明灯泡的电阻是非线性的。电流越小，发热越慢，温度越接近室温，灯丝电阻越小。
从图像可查灯泡的最小电流和相应的最小电压（见（2）），口算出此状态灯泡的电阻为5Ω。又知电源电压U=12V恒定，为此不妨验证一下是否为夜灯模式下滑动变阻器接入50Ω的情形。
结合所给条件，夜灯模式下滑动变阻器接入电路的阻值为50Ω，另有5Ω灯泡两个。由串联电路的特点可推出各用电器两端的电压之比等于对应的电阻之比，即50Ω:5Ω:5Ω=10:1:1，每个灯泡分得电压恰为1V，与最小电压一致，验证成立。
解析
(1)灯泡正常发光时 U实=U额=6V，看图乙可知此时电流I=0.5A。由欧姆定律变形可得：
答：灯泡正常发光时的电阻为 12Ω。
(2)由图可知滑动变阻器和灯泡串联，故：
由欧姆定律变形可得：
答：滑动变阻器的最大阻值为 55Ω。
(3)由题意可知“处于夜灯模式时，亮度最小”，灯泡的亮度是由实际电功率决定的。由 
可知，电流越小、功率越小；又因灯丝电阻随温度降低而减小，电流最小时电阻也最小，故此时灯泡的实际功率最小。查图乙可知Umin=1V，Imin=0.2A。
先求出此时灯泡的电阻：
此时滑动变阻器的阻值R变=50Ω，与两个规格相同的灯泡串联，故：
电路中的电流：
通过计算，验证了事实。故此时的最小功率：
答：夜灯模式下电路消耗的最小总功率为 2.4W。
文后互动
【打卡互动】
评论区回复“打卡＋做对几问”，看看你能拿几分？三问全对的同学，晒出解题过程，小编帮你精批。
