6.如圖所示,電源電壓保持4.5V不變,滑動變阻器的最大阻值20Ω,小燈泡L標(biāo)有“2.5V  1.25W”的字樣.求:
(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻值;
(2)閉合開關(guān)后,要使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為多大;
(3)若小燈泡的電阻不變,小燈泡的最小功率為多大.

分析 由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓.
(1)燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等,根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(2)根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值;
(3)若小燈泡的電阻不變,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,小燈泡的功率最小,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)P=I2R求出小燈泡的最小功率.

解答 解:由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓.
(1)由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得,燈泡正常發(fā)光時的電阻:
RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{(2.5V)^{2}}{1.25W}$=5Ω;
(2)因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,燈泡正常發(fā)光時電路中的電流:
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑動變阻器兩端的電壓:
U=U-UL=4.5V-2.5V=2V,
則滑動變阻器接入電路中的電阻:
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω;
(3)若小燈泡的電阻不變,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,小燈泡的功率最小,
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電路中的最小電流:
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑大}}$=$\frac{4.5V}{5Ω+20Ω}$=0.18A,
小燈泡的最小功率:
PL小=(I′)2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W.
答:(1)燈泡正常發(fā)光時的電阻值為5Ω;
(2)閉合開關(guān)后,要使小燈泡正常發(fā)光,滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為4Ω;
(3)若小燈泡的電阻不變,小燈泡的最小功率為0.162W.

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等.

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(2)在上述探究過程中,姍姍將不能直接測量的“物質(zhì)的粘性”轉(zhuǎn)換成對流淌時間 的測量,這是在研究物理問題時經(jīng)常用到的轉(zhuǎn)換法.
(3)姍姍所設(shè)計的“讓同一種液體從相同的斜面流下”這一方法是在研究物理問題時經(jīng)常用到的控制變量 法,請你列舉一個用到此方法的實(shí)驗(yàn)探究滑動摩擦力與什么因素有關(guān)?
(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)描述,請你幫助姍姍完成表格中表頭的設(shè)計填寫.
(用漢字填寫表格第一列中的物理量,不需要寫單位)

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