Question

17．如圖1所示，電源電壓U=12V，R₁為定值電阻，阻值為100Ω，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“50Ω 1A”的字樣，電流表量程為“0～0.6A”，電壓表量程為“0～15V”，小燈泡上標(biāo)有“XXV 3W”字樣，燈泡的額定電壓看不清楚，小燈泡的U-I關(guān)系如圖2所示，由圖象可知燈泡的額定電壓為6V，S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)小燈泡兩端的電壓為4V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為20Ω，S、S₁、S₂都閉合時(shí)，移動(dòng)滑片P，電路消耗的最大總功率為7.2W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖2讀出燈泡的電功率為3W時(shí)其兩端的電壓，即為燈泡的額定電壓；
（2）S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)圖象讀出當(dāng)小燈泡兩端的電壓為4V時(shí)通過的電流即為電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻；
（3）S、S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與R并聯(lián)，電流表測干路電流，當(dāng)電流表的示數(shù)最大時(shí)電路消耗的總功率最大，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最大總功率．

解答 解：（1）由圖2可知，當(dāng)燈泡L兩端的電壓U_L=6V，通過的電流I_L=0.5A時(shí)，
燈泡的額定功率P_L=U_LI_L=6V×0.5A=3W，
則燈泡的額定電壓為6V；
（2）S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由圖2可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓U_L′=4V時(shí)，電路中的電流I=0.4A，
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_R=U-U_L′=12V-4V=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（3）S、S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁與R并聯(lián)，電流表測干路電流，
當(dāng)電流表的示數(shù)I_大=0.6A時(shí)，電路消耗的總功率最大，
則電路消耗的最大總功率：
P_大=UI_大=12V×0.6A=7.2W．
故答案為：6；20；7.2．

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，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出電壓和電流的對應(yīng)值．