Question

10．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的一端滑倒另一端的過(guò)程中，小燈泡的I-U關(guān)系圖象如圖乙所示，求：

（1）電源電壓；
（2）小燈泡的額定功率；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，電壓表的示數(shù)即為電源的電壓；
（2）根據(jù)圖象讀出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)電路中的電流，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小，由圖可知電表的示數(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．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，
由圖象可知，電源的電壓U=U_L=6V；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流I=0.2A，
則燈泡的額定功率：
P_L=U_LI=6V×0.2A=1.2W；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓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_R=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=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{4.5V}{0.1A}$=45Ω．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）小燈泡的額定功率為1.2W；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為45Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出電表對(duì)應(yīng)的示數(shù)．