Question

【題目】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

【答案】
（1）解：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= = =4Ω，

電源電壓U=UL+IR滑=2V+0.5A×20Ω=12V

（2）解：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﹣UL=12V﹣6V=6V，

此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：R滑= = =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

【解析】由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表測燈泡兩端電壓；（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．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正確解答此題．