题目内容

如图甲所示,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样,小灯泡的额定电压为6V,图乙是通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,当滑动变阻器的滑片P在b端时,电压表的示数为2V.
求:
(1)此时小灯泡的电阻和电源电压.
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值.
分析:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯泡两端电压;
(1)由图乙找出电压为2V时的电路电流,然后由欧姆定律求出此时灯泡电阻;由图甲所示电路可知,滑片在b端时,滑动变阻器阻值全部接入电路,根据串联电路特点及欧姆定律可以求出电源电压.
(2)在额定电压下,灯泡正常发光,由图乙所示I-U图象,找出灯泡额定电压所对应的电流,由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值.
解答:解:(1)由图乙所示I-U图象可知,2V电压对应的电流是0.5A,
此时灯泡电阻R=
U
I
=
2V
0.5A
=4Ω,
电源电压U=UL+IR=2V+0.5A×20Ω=12V;
(2)由图乙所示I-U图象,可知灯泡额定电压6V所对应的电流是1A,
此时滑动变阻器两端的电压U=U-UL=12V-6V=6V,
此时滑动变阻器接入电路的阻值是R′=
U
I
=
6V
1A
=6Ω;
答:(1)小灯泡的电阻是4Ω,电源电压是12V.
(2)滑动变阻器接入电路的阻值是6Ω.
点评:本题考查了求灯泡电阻、电源电压、滑动变阻器接入电路的阻值等问题,分析清楚电路结构、由I-U图象找出电压与电流的对应值、熟练应用串联电路特点、欧姆定律即可正确解题.
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