题目内容
【题目】如图甲所示是小灯泡L的I-U图像，把小灯泡接入图乙的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为3V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为6V，此时小灯泡L刚好正常发光。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”，则电源电压为_____V，小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为________W。在滑动变阻器的滑片移动的过程中，电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比为________。
【答案】 15V 9 5:3
【解析】当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，由图象可知，当电压表示数为3V时，电路中的电流I=0.6A，由I=U/R可得，滑动变阻器两端的电压： U滑 =IR滑 =0.6A×20Ω=12V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压： U=UL +U滑 =3V+12V=15V；
由图象可知，灯泡两端的电压为6V时，电路中的电流I′=1A，此时滑动变阻器两端的电压： U滑 ′=U-UL额 =15V-6V=9V，滑动变阻器接入电路中的电阻： R滑 ′=U滑′/I′=9V/1A=9Ω，滑动变阻器消耗的电功率：P滑 ′=U滑 ′I′=9V×1A=9W；
灯泡的电阻RL=U额/I额=6V/1A=6Ω，当滑动变阻器全部接入电路时，电路的阻值最大，R大=R滑+RL=20Ω+6Ω=26Ω，消耗的总功率最小，P小=U2/R大=8.7W；
小灯泡L刚好正常发光时，电路消耗的总功率最大，P大=P额+P滑=6W+9W=15W，
电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比为：P大：P小= 5：3
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