Question

如圖（a）電路中電源電壓保持不變，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值為6歐．閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的I-U關(guān)系圖象如圖（b）．求：
（1）小燈泡的額定功率多少瓦？
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值多少？

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)滑片P從最右端滑到最左端的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路中的電流變大；
（2）當(dāng)滑片為與左端時(shí)，電路為L的簡單電路，電路中的電流最大，電壓表測(cè)電源的電壓；此時(shí)燈泡兩端電壓和通過電流的比值和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻相等，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）當(dāng)滑片為與右端時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器的最大阻值R串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出兩電表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答：解：（1）當(dāng)滑片位于左端時(shí)，等效電路圖如圖甲所示；
當(dāng)滑片位于右端時(shí)，等效電路圖如圖乙所示；

由圖甲和圖乙可知，當(dāng)滑片位于左端時(shí)電壓表的示數(shù)最大，為電源的電壓，電流表的示數(shù)也最大，
由圖b可知，電源的電壓和燈泡兩端的電壓相等，即U=U_L=12V，此時(shí)通過燈泡的電流I_L=2.0A，
根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

12V

2.0A

=6Ω，
∵此時(shí)燈泡的電阻和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻相等，
∴燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=12V×2.0A=24W；
（2）由圖b可得乙圖中：U_L=3V，電路中的電流I=1.0A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=12V-3V=9V，
∴滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_滑=

U滑

I

=

9V

1.0A

=9Ω．
答：（1）小燈泡的額定功率為24W；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為9Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，側(cè)重考查了學(xué)生分析圖象的能力和結(jié)合電路圖的變化得出兩電表對(duì)應(yīng)的示數(shù)．