Question

如图所示，甲图是额定电压为6V的小灯泡L的I-U图象，现把它与定值电阻R．和滑动变阻器R组成串联电路，如乙图所示，电源电压保持9V不变．无论变阻器滑片怎样移动，小灯泡两端电压都不超过3V～6V的范围．则小灯泡L额定功率是________W；定值电阻R₀的阻值________Ω；滑动变阻器的最大阻值为________Ω．

Answer 1

3.6    5    7
分析：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据甲图读出通过灯泡的电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时灯泡两端的电压最大，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律定值电阻R₀的阻值；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时灯泡两端的电压最小，根据图甲读出通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，再利用电阻的串联特点求出滑动变阻器的最大阻值．
解答：（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由图甲可知通过灯泡的电流I_L=0.6A，
则小灯泡的额定功率P_L=U_LI_L=6V×0.6A=3.6W；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，灯泡两端的电压U_L=6V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴此时定值电阻两端的电压：
U₀=U-U_L=9V-6V=3V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据欧姆定律可得：
R₀====5Ω；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡两端的电压U_L′=3V，
由图甲可知，此时电路中的电流I=0.5A，
此时定值电阻R₀和滑动变阻器两端的电压之和：
U′=U-U_L′=9V-3V=6V，
定值电阻R₀和滑动变阻器最大阻值之和：
R′===15Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器的最大阻值：
R=R′-R₀=12Ω-5Ω=7Ω．
故答案为：3.6；5；7．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图象读出灯泡两端电压对应的电流，要注意根据串联电路的分压特点判断出灯泡两端的最大、最小电压．