14. 在图(a)所示的电路中，电源电压为$9 V$且保持不变，电流表选用的量程为“$0～3 A$”，电压表选用的量程为“$0～15 V$”，灯泡上标有“$6 V \ 6 W$”字样，灯泡中的电流随电压变化的关系如图(b)所示。
(1) 求灯泡正常发光时的电流。
(2) 当电流表示数为$0.4 A$时，求电压表的示数。
(3) 为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路中的最小阻值及此时电路消耗的总功率。
答案：14. (1) 1A (2) 8V (3) 3Ω 9W
解析：
(1) 解：灯泡正常发光时的电压$U_{额}=6\ V$，功率$P_{额}=6\ W$，由$P=UI$可得，正常发光时的电流：$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{6\ W}{6\ V}=1\ A$。
(2) 解：当电流表示数为$I=0.4\ A$时，由图(b)可知，灯泡两端的电压$U_{L}=1\ V$，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电压表的示数：$U_{R}=U - U_{L}=9\ V-1\ V=8\ V$。
(3) 解：因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为$1\ A$，电流表量程为$0～3\ A$，所以电路中的最大电流$I_{ max}=1\ A$，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时灯泡两端的电压$U_{L}=6\ V$，则滑动变阻器两端的电压：$U_{R min}=U - U_{L}=9\ V-6\ V=3\ V$，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：$R_{ min}=\frac{U_{R min}}{I_{ max}}=\frac{3\ V}{1\ A}=3\ \Omega$，此时电路消耗的总功率：$P_{ max}=UI_{ max}=9\ V×1\ A=9\ W$。
1. 一个阻值为$20 \ \Omega$的电阻，通过的电流为$0.5 \ A$，$2 \ min$内该电阻消耗了
J的电能，产生的热量为
J。
答案： 消耗电能栏填：600； 产生热量栏填：600。
解析：
根据电能公式$W = I^2 R t$（由于电流通过电阻的电能全部转化为热能（纯电阻电路），所以消耗的电能和产生的热量在此题中数值相等），已知$R = 20 \ \Omega$，$I = 0.5 \ A$，时间$t = 2 \ min = 120 \ s$。
代入数值计算消耗电能：
$W = I^2 R t = (0.5)^2 × 20 × 120 = 0.25 × 20 × 120 = 600 \ J$。
由于纯电阻电路电能完全转化为热量，所以热量$Q = W = 600 \ J$。
2. 冰箱、电视机、电扇等用电器的后面均装有散热片或制成空格状，这样做是为了(
)
A.使用电器美观
B.防止用电器漏电
C.帮助用电器散热
D.节约用电器的制作材料
答案：C
解析：
电流通过用电器时会产生热量，即电流的热效应。冰箱、电视机、电扇等用电器工作时，部分电能转化为内能，使电器温度升高。散热片或空格状设计可增大散热面积，帮助用电器将热量散发出去，防止温度过高损坏电器，与美观、漏电、节约材料无关。
3. 某电熨斗的铭牌上标有“$220 \ V \ 300 \ W$”字样，求该电熨斗正常工作时通过的电流，以及连续工作$10 \ min$放出的热量。
答案：已知：电熨斗额定电压$U = 220\ V$，额定功率$P = 300\ W$，工作时间$t = 10\ min = 600\ s$。
1. 求正常工作时的电流$I$：
由$P=UI$得，$I=\frac{P}{U}=\frac{300\ W}{220\ V}\approx1.36\ A$。
2. 求连续工作$10\ min$放出的热量$Q$：
电熨斗是纯电阻用电器，$Q = W = Pt$，
$Q=300\ W×600\ s=1.8×10^{5}\ J$。
结论：电流约为$1.36\ A$，放出的热量为$1.8×10^{5}\ J$。
