Question

10．如图所示，某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，误将电压表并联在滑动变阻器的两端，他调节滑片滑片P测得多组数据，并根据电流表电压表示数作出如图乙所示的I-U图象．已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V．问：

（1）小灯泡正常工作时电压表示数是多少？
（2）为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，滑动变阻器接入电路的最小阻值时多少？（结果保留两位小数）

Answer 1

分析 （1）由电路图可知小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器的电压，根据分压原理，求出灯泡正常发光时滑动变阻器的电压；
（2）当小灯泡两端电压为3V时，根据分压原理，求出此时滑动变阻器两端电压，结合图象可知此时电流，再利用欧姆定律公式变形可求得滑动变阻器接入电路的最小阻值．

解答 解：（1）小灯泡与滑动变阻器串联，当小灯泡正常发光时，U_L=2.5V，
U_变=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，即电压表的示数为2V；
（2）当小灯泡两端电压为3V时
电压表示数即U_变=U-U?_L=4.5V-3V=1.5V，
由图乙可知，当滑动变阻器两端电压为1.5V时，I_变=0.22A
R_变=$\frac{{U}_{变}}{{I}_{变}}$=$\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.82Ω，即为接入的最小阻值．
答：（1）小灯泡正常工作时电压表示数是2V；
（2）为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，滑动变阻器接入电路的最小阻值是6.82Ω．

点评 本题考查欧姆定律和串联特点的应用，掌握好串联电路的分压原理，根据图乙可知，当滑动变阻器两端电压为1.5V时，I_变=0.22A是解答（2）的关键．