Question

15．圖甲中，電源電壓保持不變，燈泡L₁、L₂分別標有“6V  4.8W”和“6V  3W”字樣，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω．閉合開關(guān)S，將滑片從阻值最大端向左滑動，直至其中一盞燈正常發(fā)光、另一盞燈不損壞為止．圖乙是根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪的其中兩燈的I-U關(guān)系圖象，則：

（1）正常發(fā)光的是燈L₁還是L₂？其正常發(fā)光時阻值多大？
（2）滑動變阻器接入電路的最小阻值多大？
（3）電路總功率的變化范圍？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡銘牌計算各燈正常工作時的電流，結(jié)合串聯(lián)電路規(guī)律判斷正常工作的燈泡，再根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算電阻；
（2）根據(jù)燈泡銘牌計算電路中的最大電流，利用串聯(lián)電路規(guī)律計算變阻器接入電路中的最小電阻；
（3）根據(jù)圖乙示數(shù)確定電路中的最大電流與最小電流及電源電壓，再P=UI求解．

解答 解：（1）L₁正常工作時的電流：I_額1=$\frac{{P}_{額1}}{{U}_{額}}$=$\frac{4.8W}{6V}$=0.8A，
L₂正常工作時的電流：I_額2=$\frac{{P}_{額2}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A＜I_額1；
由圖可知，兩燈串聯(lián)，工作時電流相等，可知L2正常發(fā)光，即B曲線為L2燈U-I圖象，
L₂正常發(fā)光時的電阻R₂=$\frac{U}{{I}_{額2}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）由乙圖可知：當滑片P在最左端時，此時滑動變阻器接入電路電阻R_大=20Ω，
電路的電流：I_小=0.3A，
L₁電壓：U₁=1V，
L₂電壓：U₂=3V，
電源電壓：U=U₁+U₂+U_滑=U₁+U₂+IR_滑=1V+2V+0.3A×20Ω=9V，
當滑片P向左移動時，其接入電路的電阻越來越小，由銘牌可知，電路中的最大電流I_大=I_額2=0.5A，由圖乙可知：
L₁電壓為2V，L₂電壓為6V，
變阻器兩端電壓：U_小=9V-2V-6V=1V，
變阻器的電阻R_小=$\frac{{U}_{小}}{{I}_{大}}$=$\frac{1V}{0.5A}$=2Ω；
（3）電路中的最小功率：P_小=UI_小=9V×0.3A=2.7W，
電路中的最大功率：P_大=UI_大=9V×0.5A=4.5W，
因此可得電路總功率的變化范圍為2.7W～4.5W．
答：（1）正常發(fā)光的是L₂；其正常發(fā)光時阻值為12Ω；
（2）滑動變阻器接入電路的最小阻值2Ω；
（3）電路總功率的變化范圍為2.7W～4.5W．

點評 本題考查了電功率及串聯(lián)電路的有關(guān)計算，要會從圖象中獲取信息．