Question

13．如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片P從R的一端滑到另一端的過程中，小燈泡的I-U關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）電源電壓是多少？
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？
（3）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，通電30秒消耗電能是多少？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于左端時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，電壓表測(cè)電源的電壓，由圖乙讀出電源的大��；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器的最大阻值R串聯(lián)，電路中的電流最小，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；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，由圖象讀出通過燈泡的電流，利用W=UIt求出通電30秒消耗電能．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑片位于左端時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流最大，電壓表測(cè)電源的電壓，
由圖乙可知，電源的電壓U=U_L=6V；
（2）當(dāng)滑片位于右端時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器的最大阻值R串聯(lián)，電路中的電流最小，
由圖乙可知，U_L′=1.5V，電路中的電流I=0.1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-1.5V=4.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4.5V}{0.1A}$=45Ω；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓U_L=6V，通過燈泡的電流I_L=0.2A，
則通電30秒消耗的電能：
W=U_LI_Lt=6V×0.2A×30s=36J．
答：（1）電源電壓是6V；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值是45Ω；
（3）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，通電30秒消耗電能是36J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功的應(yīng)用，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)．