Question

如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為12V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15Ω，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑片P從最右端向左滑動(dòng)過程中，小燈泡的I-U關(guān)系圖象如圖乙所示．則小燈泡的額定功率為________W，電源電壓為________V，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為________J．

Answer 1

24    18    720
分析：①已知燈泡的額定電壓，從圖象中找到燈泡在額定電壓下的電流，利用公式P=UI得到額定功率；
②當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片位于最右端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電路電流最小，由圖乙所示圖象求出燈泡兩端電壓與電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電源電壓．
③由圖乙所示圖象求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，然后由W=UIt求出滑動(dòng)變阻器消耗的電能．
解答：①由圖象知，在燈泡兩端電壓為U_額=12V時(shí)，通過的電流為I_額=2A，
所以燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=12V×2A=24W；
②當(dāng)滑片位于最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，
由圖乙所示圖象可知，U_L=3V，I=1A，
∵I=，∴滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=IR_滑最大=1A×15Ω=15V，
電源電壓U=U_L+U_滑=3V+15V=18V；
③由圖乙所示圖象可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)，
燈泡兩端電壓為U_額=12V時(shí)，通過的電流為I_額=2A，
滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑′=U-U_額=18V-12V=6V，
滑動(dòng)變阻器1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=W=UIt=6V×2A×60s=720J；
故答案為：24；18；720．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了求燈泡額定功率、電源電壓、滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量等問題，由圖象求出電壓所對(duì)應(yīng)的電流，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功公式即可正確解題．