Question

【題目】現有電源、開關、電流表、電壓表、燈泡、滑動變阻器各一個，其中燈泡的U﹣I圖象如圖所示，將這些元件用導線連成電路后，閉合開關，滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動的過程中，電壓表的示數從4V開始減小，電流表的示數從0.4A開始增大．則滑動變阻器的最大阻值為Ω，在滑片移動過程中小燈泡消耗的最大電功率與整個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，將滑動變阻器的滑片從最左端向右滑動的過程中，電壓表的示數減小，電流表的示數增大，則電壓表并聯在滑動變阻器兩端，否則兩電表示數應同時增大或同時減�。� 結合題意可知，滑動變阻器與燈泡串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，如下圖所示：

當電壓表的示數為4V時，電路中的電流為0.4A，由圖象可知此時燈泡兩端的電壓UL=2V，
因串聯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，滑動變阻器的最大阻值：
R滑= = =10Ω；
此時電路中電流最小，則整個電路的最小功率：
Pmin=UI=6V×0.4A=2.4W；
當變阻器接入電路中的電阻最小為0時，燈泡兩端的電壓和電源電壓相等，此時燈泡的功率最大，
由圖象可知，當U=6V時，通過燈泡的電流：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電路消耗的最小電功率的比值： = = ；
所以答案是：10；5：4．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．