Question

【題目】現(xiàn)有電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、燈泡、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，其中燈泡的U﹣I圖象如圖所示，將這些元件用導(dǎo)線連成電路后，閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)從4V開(kāi)始減小，電流表的示數(shù)從0.4A開(kāi)始增大．則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為Ω，在滑片移動(dòng)過(guò)程中小燈泡消耗的最大電功率與整個(gè)電路消耗的最小電功率的比值為 ．

Answer 1

【答案】10；5：4
【解析】解：由題意可知，將滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端向右滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大，則電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，否則兩電表示數(shù)應(yīng)同時(shí)增大或同時(shí)減�。� 結(jié)合題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，如下圖所示：

當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，電路中的電流為0.4A，由圖象可知此時(shí)燈泡兩端的電壓UL=2V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：U=U滑+UL=4V+2V=6V；
由I= 可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R滑= = =10Ω；
此時(shí)電路中電流最小，則整個(gè)電路的最小功率：
Pmin=UI=6V×0.4A=2.4W；
當(dāng)變阻器接入電路中的電阻最小為0時(shí)，燈泡兩端的電壓和電源電壓相等，此時(shí)燈泡的功率最大，
由圖象可知，當(dāng)U=6V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流：I′=0.5A，
小燈泡的最大功率：PL大=UI′=6V×0.5A=3W；
燈泡消耗的最大電功率與整個(gè)電路消耗的最小電功率的比值： = = ；
所以答案是：10；5：4．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．