Question

1．如圖甲，電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，小燈泡的額定電壓為6V，圖乙是通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V．求：

（1）此時(shí)小燈泡的電阻和電源電壓．
（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值和此情況下一分鐘變阻器消耗的電能．

Answer 1

分析 由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓；
（1）由圖乙找出電壓為2V時(shí)的電路電流，然后由歐姆定律求出此時(shí)燈泡電阻；由圖甲所示電路可知，滑片在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電源電壓．
（2）在額定電壓下，燈泡正常發(fā)光，由圖乙所示I-U圖象，找出燈泡額定電壓所對(duì)應(yīng)的電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)W=UIt解題．

解答 解：（1）由圖甲可知，R滑與燈泡串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，其接入電路中的電阻最大為R_滑=20Ω，由圖乙所示I-U圖象可知，2V電壓對(duì)應(yīng)的電流是0.5A，
此時(shí)燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω，
電源電壓U=U_L+IR_滑=2V+0.5A×20Ω=12V；
（2）由圖乙的I-U圖象可知，燈泡額定電壓6V所對(duì)應(yīng)的電流為I'=1A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I'}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接1分鐘內(nèi)消耗的電能：W=U_滑I't=6V×1A×60s=360J．
答：（1）小燈泡的電阻是4Ω，電源電壓是12V．
（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為6Ω，滑動(dòng)變阻器一分鐘變阻器消耗的電能是360J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求燈泡電阻、電源電壓、滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值等問(wèn)題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、由I-U圖象找出電壓與電流的對(duì)應(yīng)值、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律即可正確解題．