题目内容
【题目】如图甲所示是小灯泡L的I﹣U图象,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】15;9;5:3
【解析】解:(1)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=
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;(2)由图象可知,灯泡两端的电压为6V时,电路中的电流I′=1A,此时灯泡正常发光,
滑动变阻器两端的电压:
U滑′=U﹣UL额=15V﹣6V=9V,
滑动变阻器消耗的功率:
P滑=U滑′I′=9V×1A=9W;(3)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小,当灯泡正常发光时电路消耗的总功率最大,
则电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比:
P大:P小=UI′:UI=I′:I=1A:0.6A=5:3.
所以答案是:15;9;5:3.
【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.