Question

小明用如圖（甲）所示的電路測額定電壓為6V的燈泡的功率，保護電阻R₀=2Ω．閉合開關S，滑動變阻器的滑動觸片從最右端向最左端移動過程中，通過燈泡的電流I與其兩端電壓U的關系如圖（乙）所示．求：
（1）燈泡的額定功率；
（2）電源的電壓；
（3）滑動變阻器的最大電阻值．

Answer 1

解：（1）由圖象知：當電壓表示數為6V時，通過燈泡的額定電流：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，燈泡L與R₀串聯，由圖可知此時通過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，R₀兩端電壓：U_R0=IR₀=1.0A×2Ω=2V，
則電源電壓：U=U_L+U_R0=6V+2V=8V；
（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，
由圖象可知，此時燈泡兩端的電壓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，
滑動變阻器最大阻值：R=R_總-R₀-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）滑動變阻器的最大電阻值為12Ω．
分析：（1）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，由圖象讀出燈泡兩端的電源為6V時對應的電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）滑片在最左端時，燈泡L與R₀串聯，由圖可知此時燈泡的電流、電壓，再根據串聯電路電流的特點和U=IR求出R₀兩端的電壓，最后根據串聯電路電壓的特點可求出電源電壓；
（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，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R=分別求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，最后根據串聯電路電阻的特點求出出滑動變阻器的最大阻值．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是能從圖象中得出相關的信息和知道滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小．