Question

8．小灯泡L的I-U图象如图甲所示，把小灯泡接入如图乙所示的电路中，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

（1）电源电压为15V．
（2）小灯泡的额定功率为6W．
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器的滑片P移至B端时，L与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测L两端的电压，根据图象读出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）根据图象读出灯泡正常发光时的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）小灯泡正常发光时，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的阻值．

解答 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=$\frac{U}{R}$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=U_L+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，
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，灯泡的额定功率：
P_L额=U_L额I′=6V×1A=6W；
（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_滑′=U-U_L额=15V-6V=9V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{9V}{1A}$=9Ω．
故答案为：（1）15；（2）6；（3）9．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象得出电压对应的电流，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．