Question

【题目】如图甲，电源电压不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”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和此情况下一分钟变阻器消耗的电能．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图甲可知，R滑与灯泡串联，当滑动变阻器的滑片P在b端时，其接入电路中的电阻最大为R滑=20Ω，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= = =4Ω，

电源电压U=UL+IR滑=2V+0.5A×20Ω=12V

（2）解：由图乙的I﹣U图象可知，灯泡额定电压6V所对应的电流为I'=1A，

此时滑动变阻器两端的电压：U滑=U﹣UL=12V﹣6V=6V，

此时滑动变阻器连入电路的阻值：R滑= = =6Ω，

此时滑动变阻器接1分钟内消耗的电能：W=U滑I't=6V×1A×60s=360J

【解析】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，根据W=UIt解题．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功的计算的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正确解答此题．