Question

小明用如圖（甲）所示的電路測(cè)額定電壓為6V的燈泡的功率，保護(hù)電阻R=2Ω．閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片從最右端向最左端移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)燈泡的電流I與其兩端電壓U的關(guān)系如圖（乙）所示．求：
（1）燈泡的額定功率；
（2）電源的電壓；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大電阻值．

Answer 1

【答案】分析：（1）額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，由圖象讀出燈泡兩端的電源為6V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）滑片在最左端時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，由圖可知此時(shí)燈泡的電流、電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)和U=IR求出R兩端的電壓，最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可求出電源電壓；
（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，由圖象得出電路中的電流和燈泡兩端的電壓，根據(jù)R=分別求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，最后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出出滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
解答：解：（1）由圖象知：當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，通過(guò)燈泡的額定電流：I_額=1.0A，
燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=6V×1.0A=6W；
（2）滑片在最左端時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)，由圖可知此時(shí)通過(guò)燈泡的電流和燈泡兩端電壓分別為：I=1.0A，U_L=6.0V
由I=得，R兩端電壓：U_R0=IR=1.0A×2Ω=2V，
則電源電壓：U=U_L+U_R0=6V+2V=8V；
（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，
由圖象可知，此時(shí)燈泡兩端的電壓U_L′=1.0V，電路中的電流I′=0.5A，
燈泡的電阻：R_L===2Ω，
電路中的總電阻：R_總===16Ω，
滑動(dòng)變阻器最大阻值：R=R_總-R-R_L=16Ω-2Ω-2Ω=12Ω．
答：（1）燈泡的額定功率為6W；
（2）電源的電壓為8V；
（3）滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為12Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是能從圖象中得出相關(guān)的信息和知道滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)電路中的電流最小．