Question

【题目】图1是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V 。闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I﹣U关系图象如图2所示 。（电阻丝AB的阻值不随温度变化）
求：（1）小灯泡的额定功率；
（2）电阻丝AB的阻值；
（3）当AB连入电路的阻值R1=2.5Ω时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少 。

Answer 1

【答案】解：（1）当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V，对应的电流为1A
小灯泡的额定功率：PL=ULIL=6V×1A=6W 。
答：小灯泡的额定功率为6W．
（2）当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为U小=1.5V，电流I小=0.5A
由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U丝=U﹣U小=6V﹣1.5V=4.5V，
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻：R= ==9Ω 。
答：电阻丝AB的阻值为9Ω 。
（3）灯泡消耗的功率为：
P=I2RL=
将U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中，
解得：RL=1.25Ω或5Ω
由图可知，灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小= ==3Ω，
所以RL=5Ω 。
答：此时灯丝的阻值为5Ω 。
【解析】（1）从图象上找到灯泡的额定电压对应的电流，根据公式P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）从图象上找到当AB完全接入电路时，灯泡对应的电压和电流，因为电阻AB与灯泡串联，从而得出通过电阻AB的电流，根据串联分压的特点求出AB两端的电压，根据欧姆定律求出电阻丝AB的阻值；
（3）已知灯泡消耗的功率、电源电压以及AB连入电路的阻值R1的大小，根据公式P=I2R可求灯泡的电阻，从图象上可以看出灯泡的最小电阻，从而判断出灯泡此时的电阻 。
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，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）；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即可以解答此题．