Question

6．如图所示，图甲是额定电压为6V的小灯泡L的I-U图象，现把它与定值电阻R₀和滑动变阻器R组成串联电路，如乙图所示，电源电压保持12V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额定电流是0.6A；定值电阻R₀的阻值10Ω；滑动变阻器的最大阻值为8Ω．

Answer 1

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；
（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 解：（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，
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知此时定值电阻两端的电压：
U₀=U-U_L=12V-6V=6V，
根据串联电路中各处的电流相等可知：
I₀=I_L=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
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′=12V-3V=9V，
由I=$\frac{U}{R}$可得定值电阻R₀和滑动变阻器最大阻值之和：
R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知：
滑动变阻器的最大阻值R=R′-R₀=18Ω-10Ω=8Ω．
故答案为：0.5；10；8．

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．