题目内容

【题目】如图甲所示,电源两端电压保持不变,L是标有“6V 3.6W”的小灯泡,通过它的电流和它两端的电压关系如图乙所示,R0为定值电阻.当开关S、S1、S2都闭合,且滑动变阻器的滑片位于a端时,小灯泡恰好正常发光,此时R0消耗的功率为P1;当S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片滑到中点时,电流表的示数为0.5A;当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片滑到b端时,R0消耗的功率为P2 , 且P1:P2=9:4,求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)定值电阻R0的阻值.

【答案】
(1)解:由P= 得,灯泡正常发光时的电阻为:

RL= = =10Ω;

答:小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;


(2)解:当开光都闭合,滑片位于a端时,变阻器的阻值为零,灯泡与R0并联,根据灯泡正常发光,可知电源电压为:

U=U=6V;

当S、S1闭合,S2断开,变阻器与灯泡串联,电路中的电流为0.5A,由图象知,此时灯泡两端的电压为UL′=4V;

所以变阻器两端的电压为:U=6V﹣4V=2V;

由I= 得,滑动变阻器此时的阻值为:R= = =4Ω;

所以滑动变阻器的最大阻值为:R=2×4Ω=8Ω;

答:滑动变阻器的最大阻值为8Ω;


(3)解:当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片滑到b端时,滑动变阻器的阻值最大,且与R0串联,所以P2= =

p1= = ②;

联立①②可得:R0=16Ω.

答:定值电阻R0的阻值为16Ω.


【解析】(1)根据R= 计算出小灯泡正常发光时的电阻值;(2)当开光都闭合,滑片位于a端时,变阻器的阻值为零,灯泡与R0并联,根据灯泡正常发光,可知电源电压;当S、S1闭合,S2断开,变阻器与灯泡串联,根据电流表的示数,可确定灯泡两端的电压,从而可计算出变阻器两端的电压值,根据欧姆定律计算出变阻器此时的阻值,便可得最大阻值;(3)当S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的滑片滑到b端时,滑动变阻器的阻值最大,且与R0串联,表示出P2的表达式,并根据P= 写出P1的表达式; 根据P1和P2的关系联立方程便可求出R0的值.
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用,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)即可以解答此题.

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