Question

【题目】如图甲所示的电路中，R0是标有“6V 6W”字样的元件（阻值不变），R是滑动变阻器，通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的图象如图乙所示．闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，R0恰好正常工作．

（1）（1）求电源电压；
（2）滑动变阻器的滑片P在某一位置时，电压表的示数如图丙所示，求此时R接入电路中的阻值；
（3）当灯L消耗的功率为4W时，求R0消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由图，滑片P滑到最左端时，R连入阻值为0，L与R0串联，R0恰好正常工作，即U0=6V，

由P=UI，

IL=I0===1A，

由图象乙，此时灯泡两端电压UL=8V，

所以电源电压：U=UL+U0=8V+6V=14V；

答：电源电压为14V；

（2）

解：由图丙电压表使用0﹣15V量程，分度值0.5V，电压表示数为3V，即：U0′=3V，

由P=，所以R0===6Ω，

此时电路中电流：I′=IL′=IR=I0′===0.5A，

由乙图象此时灯泡电压UL′=2V，

所以R两端电压UR=U﹣UL′﹣U0′=14V﹣2V﹣3V=9V，

此时R接入电路中的阻值：R===18Ω；

答：滑动变阻器的滑片P在某一位置时，R接入电路中的阻值为18Ω；

（3）

解：由乙图象，当灯泡电压为5V时，电流为I″=0.8A，由P=UI可知，此时灯泡功率为4W，

所以R0消耗的功率：P0=I″2R0=（0.8A）2×6Ω=3.84W．

答：当灯L消耗的功率为4W时，R0消耗的功率为3.84W．

【解析】（1）滑片P滑到最左端时，L与R0串联，R0恰好正常工作，根据P=UI计算电路中电流，由图象可知此时L两端电压，从而求得电源电压；
（2）由丙图读出P在某一位置时，电压表的示数（R0两端电压），由P=计算出R0电阻，由I=计算出此时电路中电流，
从图象乙中读出此灯泡两端，从而计算出R两端电压和R连入的阻值；
（3）根据P=UI，由图象读出灯泡两端的电压和电流，根据P=I2R计算R0消耗的功率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，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），以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．