Question

【題目】如圖甲，電源電壓恒定，通過電燈的電流與其兩端電壓變化關(guān)系如圖乙，當(dāng)滑動變阻器滑片滑到A點(diǎn)時(shí)，滑動變阻器兩端的電壓是U1 ， 此時(shí)電燈正常發(fā)光，電流表示數(shù)是0.5A，滑動變阻器消耗的功率P1=1W，當(dāng)滑片滑到另一位置B點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，滑動變阻器兩端電壓是U2 ， 已知U1：U2=2：3．
求：
（1）電燈的額定電壓和額定功率
（2）電源電壓大小
（3）滑片在B點(diǎn)時(shí)電燈的電阻大小（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位）．
（4）滑片在B點(diǎn)時(shí)滑動變阻器消耗的電功率P2 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流．

當(dāng)滑動變阻器滑片滑到A點(diǎn)時(shí)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=0.5A，

由圖乙可知，燈泡兩端的額定電壓UL=2.5V，

則燈泡的額定功率：

PL=ULI=2.5V×0.5A=1.25W；

（2）解：當(dāng)滑動變阻器滑片滑到A點(diǎn)時(shí)，滑動變阻器兩端的電壓：

U1= = =2V，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源的電壓：

U=UL+U1=2.5V+2V=4.5V；

（3）解：當(dāng)滑片滑到另一位置B點(diǎn)時(shí)，由U1：U2=2：3可得，滑動變阻器兩端的電壓：

U2= U1= ×2V=3V，

此時(shí)燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V，

由圖象可知，通過電燈的電流I′=0.35A，

由I= 可得，電燈的電阻：

RL= = ≈4.3Ω；

（4）解：滑片在B點(diǎn)時(shí)，滑動變阻器消耗的電功率：

P2=U2I′=3V×0.35A=1.05W．

【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流．（1）當(dāng)滑動變阻器滑片滑到A點(diǎn)時(shí)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和額定電流相等，根據(jù)圖乙讀出燈泡的額定電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；（2）當(dāng)滑動變阻器滑片滑到A點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；（3）當(dāng)滑片滑到另一位置B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)U1：U2=2：3求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電燈兩端的電壓，根據(jù)圖象讀出通過電燈的電流，根據(jù)歐姆定律求出電燈的電阻；（4）滑片在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)P=UI求出滑動變阻器消耗的電功率．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．