题目内容

【题目】小明用如图(甲)所示的电路测额定电压为6V的灯泡的功率,保护电阻R0=2Ω.闭合开关S,滑动变阻器的滑动触片从最右端向最左端移动过程中,通过灯泡的电流I与其两端电压U的关系如图(乙)所示.求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)电源的电压;
(3)滑动变阻器的最大电阻值.

【答案】
(1)解:由图像知:当电压表示数为6V时,通过灯泡的额定电流:I=1.0A,

灯泡的额定功率:P=UI=6V×1.0A=6W


(2)解:滑片在最左端时,灯泡L与R0串联,由图可知此时通过灯泡的电流和灯泡两端电压分别为:I=1.0A,UL=6.0V

由I= 得,R0两端电压:UR0=IR0=1.0A×2Ω=2V,

则电源电压:U=UL+UR0=6V+2V=8V


(3)解:当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,

由图像可知,此时灯泡两端的电压UL′=1.0V,电路中的电流I′=0.5A,

灯泡的电阻:RL= = =2Ω,

电路中的总电阻:R= = =16Ω,

滑动变阻器最大阻值:R=R﹣R0﹣RL=16Ω﹣2Ω﹣2Ω=12Ω


【解析】(1)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,由图像读出灯泡两端的电源为6V时对应的电流,利用P=UI求出灯泡的额定功率;(2)滑片在最左端时,灯泡L与R0串联,由图可知此时灯泡的电流、电压,再根据串联电路电流的特点和U=IR求出R0两端的电压,最后根据串联电路电压的特点可求出电源电压;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像得出电路中的电流和灯泡两端的电压,根据R= 分别求出灯泡的电阻和电路中的总电阻,最后根据串联电路电阻的特点求出滑动变阻器的最大阻值.
【考点精析】掌握欧姆定律的变形公式和额定功率的概念是解答本题的根本,需要知道公式的理解:①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中;②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一;额定功率:用电器在额定电压下的功率.

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