Question

20．如圖所示，閉合開關(guān)，當(dāng)滑動變阻器的滑片位于最右端時開始記錄第一組數(shù)據(jù)，然后調(diào)節(jié)滑片測得多組數(shù)據(jù)，描繪出的U-I圖象如圖乙所示．已知小燈泡的額定電壓為2.5V，電源電壓為4.5V．求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時電壓表的示數(shù)是2V，由圖乙可知，小燈泡的額定電流是0.2A；
（2）實驗過程中小燈泡最小功率；
（3）為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3V，滑動變阻器接入電路的最小阻值應(yīng)為多大？（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的電壓；
（2）由圖象讀出滑動變阻器的最大電壓和電路中電流，根據(jù)電路特點(diǎn)和P=UI計算燈泡最小功率；
（3）當(dāng)小燈泡兩端電壓為3V時，根據(jù)分壓原理，求出此時滑動變阻器兩端電壓，結(jié)合圖象可知此時電流，再利用歐姆定律公式變形可求得滑動變阻器接入電路的最小阻值．

解答 解：
（1）由圖知，小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流．
當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，U_L=2.5V，
U_變=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，即電壓表的示數(shù)為2V；
由圖乙知，此時電流表示數(shù)為0.2A，即小燈泡的額定電流是0.2A；
（2）由圖乙知，電壓表示數(shù)最大4V，此時燈泡兩端電壓最�。�
U_L最小=U-U_變最大=4.5V-4V=0.5V，
此時電路中電流I=0.1A，
所以小燈泡最小功率：P_L最小=U_L最小I=0.5V×0.1A=0.05W；
（3）當(dāng)小燈泡兩端電壓為3V時，
電壓表示數(shù)即：U_變?=U-U?_L=4.5V-3V=1.5V，
由圖乙可知，當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為1.5V時，I_變=0.22A，
R_變=$\frac{{U}_{變}′}{{I}_{變}}$=$\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.8Ω，
即滑動變阻器接入的最小阻值為6.8Ω．
答：（1）2；0.2；
（2）實驗過程中小燈泡最小功率為0.05W；
（3）為使實驗中小燈泡兩端電壓不超過3V，滑動變阻器接入電路的最小阻值是6.8Ω．

點(diǎn)評 本題考查歐姆定律和串聯(lián)特點(diǎn)的應(yīng)用，掌握好串聯(lián)電路的分壓原理，從圖象中獲取有用的數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵．