Question

17．如图1所示，电源电压U=12V，R₁为定值电阻，阻值为100Ω，滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，小灯泡上标有“XXV 3W”字样，灯泡的额定电压看不清楚，小灯泡的U-I关系如图2所示，由图象可知灯泡的额定电压为6V，S闭合，S₁、S₂都断开时调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路中的阻值为20Ω，S、S₁、S₂都闭合时，移动滑片P，电路消耗的最大总功率为7.2W．

Answer 1

分析 （1）根据图2读出灯泡的电功率为3W时其两端的电压，即为灯泡的额定电压；
（2）S闭合，S₁、S₂都断开时调节滑动变阻器，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，根据图象读出当小灯泡两端的电压为4V时通过的电流即为电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；
（3）S、S₁、S₂都闭合时，R₁与R并联，电流表测干路电流，当电流表的示数最大时电路消耗的总功率最大，根据P=UI求出电路消耗的最大总功率．

解答 解：（1）由图2可知，当灯泡L两端的电压U_L=6V，通过的电流I_L=0.5A时，
灯泡的额定功率P_L=U_LI_L=6V×0.5A=3W，
则灯泡的额定电压为6V；
（2）S闭合，S₁、S₂都断开时调节滑动变阻器，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由图2可知，当小灯泡两端的电压U_L′=4V时，电路中的电流I=0.4A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L′=12V-4V=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω；
（3）S、S₁、S₂都闭合时，R₁与R并联，电流表测干路电流，
当电流表的示数I_大=0.6A时，电路消耗的总功率最大，
则电路消耗的最大总功率：
P_大=UI_大=12V×0.6A=7.2W．
故答案为：6；20；7.2．

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电压和电流的对应值．