Question

8．如圖1是小明設(shè)計(jì)的調(diào)光電路圖，他將粗細(xì)均勻的電阻絲AB通過滑片P連入電路，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關(guān)S后，滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中，小燈泡的I--U關(guān)系圖象如圖2所示，電阻絲AB的阻值不隨溫度變化．小燈泡的額定功率為6 W，電阻絲AB的阻值為9Ω．當(dāng)AB連入電路的阻值R₁=2.5Ω時(shí)，燈泡消耗的功率為3.2W，此時(shí)燈絲的阻值為5Ω．

Answer 1

分析 （1）從圖象上找到燈泡的額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)公式P=UI求出燈泡的額定功率．
（2）從圖象上找到當(dāng)AB完全接入電路時(shí)，燈泡對(duì)應(yīng)的電壓和電流，因?yàn)殡娮鐰B與燈泡串聯(lián)，從而得出通過電阻AB的電流，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)求出AB兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電阻絲AB的阻值．
（3）已知燈泡消耗的功率、電源電壓以及AB連入電路的阻值R₁的大小，根據(jù)公式P=I²R可求燈泡的電阻，從圖象上可以看出燈泡的最小電阻，從而判斷出燈泡此時(shí)的電阻．

解答 解：（1）當(dāng)滑片P在B端時(shí)，由圖得知電源電壓與小燈泡額定電壓相等為6V，對(duì)應(yīng)的電流為1A
小燈泡的額定功率：P_L=U_LI_L=6V×1A=6W．
（2）當(dāng)滑片P在A端時(shí)，由圖得小燈泡兩端的電壓為U_小=1.5V，電流I_小=0.5A
由于R與L串聯(lián)，則電阻絲兩端電壓：U_絲=U-U_小=6V-1.5V=4.5V，
由歐姆定律得電阻絲AB的電阻：R=$\frac{{U}_{絲}}{{I}_{小}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω．
（3）燈泡消耗的功率為：
P=I²R_L=${（\frac{U}{{R}_{L}{+R}_{1}}）}^{2}$R_L
將U=6V、R₁=2.5Ω、P=3.2W代入上式中，
解得：R_L=1.25Ω或5Ω
由圖可知，燈泡連入電路中的最小阻值為R_L最小=$\frac{{U}_{小}}{{I}_{小}}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω，
所以R_L=5Ω．
故答案為：6；9；5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電功率、電阻、電流、電壓等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是根據(jù)圖象和電路圖分析數(shù)據(jù)，本題考查知識(shí)點(diǎn)較多，且難度挺大，屬于一道難題．