分析 (1)額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等,由圖2讀出燈泡兩端的電壓為6V時通過的電流,根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率;
(2)滑片P在B端時,電路為燈泡的簡單電路,其兩端的電壓即為電源的電壓;滑片P從最左端時,知道燈泡兩端的電壓和對應(yīng)的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出AB兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電阻絲AB的阻值;
(3)設(shè)出此時燈泡的電阻,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流,利用P=I2R表示出燈泡消耗的電功率,然后得出方程求出燈泡電阻的可能值,然后判斷燈泡的最小電阻確定此事燈絲的電阻.
解答 解:(1)由圖2可知,燈泡兩端的電壓為6V時,通過燈泡的電流為1A,
則燈泡的額定功率:
PL=ULIL=6V×1A=6W;
(2)滑片P在B端時,電路為燈泡的簡單電路,則電源的電壓U=UL=6V,
當(dāng)滑片滑到A端時,通過小燈泡的電流為I=0.5A,燈泡兩端電壓UL′=1.5V,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電阻絲AB兩端電壓:
UAB=U-UL′=6V-1.5V=4.5V,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,由I=$\frac{U}{R}$可得,電阻絲AB的阻值:
RAB=$\frac{{U}_{AB}}{I}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω;
(3)當(dāng)AB連入電路的阻值R1=2.5歐時,設(shè)燈泡的電阻為R,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的電流:
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+R}$=$\frac{6V}{2.5Ω+R}$,
燈泡消耗的電功率:
PR=(I′)2R=($\frac{6V}{2.5Ω+R}$)2R=3.2W,
整理可得:4R2-25R+20Ω2=0,
解得:R=5Ω或R=1.25Ω,
由圖象可知,圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),且燈泡兩端的電壓增大時,斜率較小,
所以,當(dāng)電路中的電流最小時燈絲的電阻最小,
燈泡的最小電阻RL小=$\frac{{U}_{L}′}{I}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω,
所以,當(dāng)AB連入電路的阻值R1=2.5歐時,燈泡消耗的功率為3.2W,此時燈絲的阻值為5Ω.
答:(1)小燈泡的額定功率為6W;
(2)電阻絲AB的阻值為9Ω;
(3)當(dāng)AB連入電路的阻值R1=2.5歐時,燈泡消耗的功率為3.2W,此時燈絲的阻值為5Ω.
點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,會確定燈泡的最小阻值是解題的關(guān)鍵.
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