题目内容
（2011?南充）现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V，12W”的灯泡，灯泡的电流随电压变化关系图象如图所示．（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，求灯泡的电功率；
（2）若在（1）问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0～0.6A的电流表，求滑动变阻器接入电路电阻的最小值；
（3）若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路，求滑动变阻器R电功率的最大值．
分析：（1）构成一个闭合电路时可知灯泡两端的电压，根据电路图可知此时对应的电流，利用P=UI求出灯泡的电功率；
（2）由题意可知，灯泡与滑动变阻器串联，为保证电路中的电流不超过电流表的量程确定电路中的最大电流，根据图象读出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路电阻的最小值；
（3）由题意可知，定值定值R0和滑动变阻器串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率，根据数学知识可知最大功率时滑动变阻器的阻值．
（2）由题意可知，灯泡与滑动变阻器串联，为保证电路中的电流不超过电流表的量程确定电路中的最大电流，根据图象读出此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路电阻的最小值；
（3）由题意可知，定值定值R0和滑动变阻器串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据P=I2R求出滑动变阻器消耗的电功率，根据数学知识可知最大功率时滑动变阻器的阻值．
解答：解：（1）当把电源和灯泡构成闭合电路时，
灯泡两端的电压UL=U=10V，
由图象可知灯泡中的电流IL=0.9A，
则灯泡的电功率P=ULIL=10V×0.9A=9W；
（2）为保证电路中的电流不超过电流表的量程，电路中的最大电流为0.6A，
由图象可知，此时灯泡两端的电压UL′=4V，
则滑动变阻器两端的电压U′=U-UL′=10V-4V=6V，
故滑动变阻器接入电路电阻的最小值：R′=
=
=10Ω；
（3）滑动变阻器的电功率：
P=I2R=（
）2R=
R=
=
，
可知当R=10Ω时，电功率P取最大值，
其最大值Pm=
=2.5W．
答：（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，灯泡的电功率为9W；
（2）滑动变阻器接入电路电阻的最小值为10Ω；
（3）滑动变阻器R电功率的最大值为2.5W．
灯泡两端的电压UL=U=10V，
由图象可知灯泡中的电流IL=0.9A，
则灯泡的电功率P=ULIL=10V×0.9A=9W；
（2）为保证电路中的电流不超过电流表的量程，电路中的最大电流为0.6A，
由图象可知，此时灯泡两端的电压UL′=4V，
则滑动变阻器两端的电压U′=U-UL′=10V-4V=6V，
故滑动变阻器接入电路电阻的最小值：R′=
| U′ |
| I′ |
| 6V |
| 0.6A |
（3）滑动变阻器的电功率：
P=I2R=（
| U |
| R0+R |
| (10V)2 |
| (10Ω+R)2 |
| (10V)2 | ||
|
| (10V)2 | ||
|
可知当R=10Ω时，电功率P取最大值，
其最大值Pm=
| (10V)2 |
| 40Ω |
答：（1）把电源和灯泡构成一个闭合电路，灯泡的电功率为9W；
（2）滑动变阻器接入电路电阻的最小值为10Ω；
（3）滑动变阻器R电功率的最大值为2.5W．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律，以及电功率的计算，侧重考查了学生的读图能力；关键是公式的灵活运用，难点是利用数学知识求出滑动变阻器消耗最大功率时的电阻值．
练习册系列答案
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