【題目】圖甲中標(biāo)有“2.7 V”字樣小燈泡的電流電壓關(guān)系如圖乙所示。定值電阻R1=10Ω。R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導(dǎo)體EF、FG、GH連接而成(總長(zhǎng)度為35cm),其中一段是銅導(dǎo)體,其電阻可忽略不計(jì),另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長(zhǎng)度成正比,P是與R2接觸良好并能移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭。

(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻多大?

(2)若只閉合S、S1時(shí),電流表示數(shù)IP向左移動(dòng)距離x之間的關(guān)系如圖丙所示。當(dāng)x=20cm時(shí),電路消耗的電功率多大?②導(dǎo)體GH間電阻多大?

(3)若只閉合SS2,為確保燈絲不被燒壞,滑片P向左移動(dòng)距離x的變化范圍?

【答案】(1)9Ω(2)15Ω (3)x≤9cm

【解析】解:(1)由圖丙可知,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),通過(guò)燈泡的電流I=0.3A,根據(jù)歐姆定律得,

小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻

(2)①當(dāng)滑片位于E端時(shí),電路為R1的簡(jiǎn)單電路,電路中的電流最大,

由圖象乙可知,I=0.6A,可得,電源的電壓:U=IR1=0.6A×10Ω=6V。

因此當(dāng)x=20cm時(shí),由圖乙可知電路中電流為0.4A,電路消耗的電功率P=UI=6V×0.4A=2.4W

當(dāng)滑片位于H端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,

由圖象乙可知,I=0.2A,則電路中的總電阻:。

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,

所以,滑動(dòng)變阻器的最大阻值:REH=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω;

由于滑片PH端向E端移動(dòng),由圖乙可知:各導(dǎo)體的長(zhǎng)度:

GH=15cm,F(xiàn)G=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm;

中間一段電流無(wú)變化,故FG是銅導(dǎo)線;

由圖象可知,當(dāng)滑片P位于F點(diǎn)時(shí),電路中的電流I=0.4A,則總電阻:

EF段的總電阻:REF=-R1=15Ω-10Ω=5Ω

所以GH間的電阻 。

若只閉合SS2,小燈泡與電阻R2串聯(lián),為確保燈絲不被燒壞,此時(shí)電路中最大電流為0.3A。當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí),電路中的總電阻,

此時(shí)R2接入電路的電阻:R2=

由上面的圖乙可知,電流為0.3A時(shí),滑片位于GH導(dǎo)體上,GH導(dǎo)體每1cm的電阻,此時(shí)GH導(dǎo)體接入電路的長(zhǎng)度為

滑片P向左移動(dòng)距離x的變化范圍x≤9cm 。

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