Question

12．如圖甲是小明設計的調光燈電路圖，他將粗細均勻的電阻絲AB通過滑片P連入電路，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關S后，滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中，燈泡的I-U圖象如圖乙所示，設AB的阻值不隨溫度變化．求：
（1）小燈泡的額定功率；
（2）電阻絲AB的阻值．

Answer 1

分析 （1）從圖象上找到燈泡的額定電壓對應的電流，根據公式P=UI求出燈泡的額定功率．
（2）從圖象上找到當AB完全接入電路時，燈泡對應的電壓和電流，因為電阻AB與燈泡串聯，從而得出通過電阻AB的電流，根據串聯分壓的特點求出AB兩端的電壓，根據歐姆定律求出電阻絲AB的阻值．

解答 解：
（1）由圖象知，小燈泡額定電壓相等為6V，對應的電流為1A；
所以小燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=6V×1A=6W；
（2）由電路圖知，電阻絲與燈泡串聯，
當滑片在B端時，電阻絲連入阻值為0，此時電路只有燈泡連入電路，電路中電阻最小，電流最大，燈泡正常發光，
所以此時電源電壓：U=U_額=6V，
當滑片P在A端時，電阻絲接入電路的電阻最大，此時電路中電流最小，
由圖象知，小燈泡兩端的電壓為1.5V，電流I_最小=0.5A；
由串聯電路的電壓特點可知，電阻絲兩端電壓：U_絲=U-U_L=6V-1.5V=4.5V，
由歐姆定律得電阻絲AB的電阻：
R=$\frac{{U}_{絲}}{{I}_{最小}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω．
答：（1）小燈泡的額定功率為6W；
（2）電阻絲AB的阻值為9Ω．

點評 本題考查了滑動變阻器的使用以及歐姆定律和電功率公式的應用，關鍵是根據圖象得出A點和B點對應電表的示數．