Question

【題目】如圖甲，電源電壓恒定，通過電燈的電流與其兩端電壓變化關系如圖乙，當滑動變阻器滑片滑到A點時，滑動變阻器兩端的電壓是U1 ， 此時電燈正常發光，電流表示數是0.5A，滑動變阻器消耗的功率P1=1W，當滑片滑到另一位置B點（圖中未標出）時，滑動變阻器兩端電壓是U2 ， 已知U1：U2=2：3．
求：
（1）電燈的額定電壓和額定功率
（2）電源電壓大小
（3）滑片在B點時電燈的電阻大小（結果保留小數點后一位）．
（4）滑片在B點時滑動變阻器消耗的電功率P2 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電流表測電路中的電流．

當滑動變阻器滑片滑到A點時，燈泡正常發光時的電流I=0.5A，

由圖乙可知，燈泡兩端的額定電壓UL=2.5V，

則燈泡的額定功率：

PL=ULI=2.5V×0.5A=1.25W；

（2）解：當滑動變阻器滑片滑到A點時，滑動變阻器兩端的電壓：

U1= = =2V，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源的電壓：

U=UL+U1=2.5V+2V=4.5V；

（3）解：當滑片滑到另一位置B點時，由U1：U2=2：3可得，滑動變阻器兩端的電壓：

U2= U1= ×2V=3V，

此時燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V，

由圖象可知，通過電燈的電流I′=0.35A，

由I= 可得，電燈的電阻：

RL= = ≈4.3Ω；

（4）解：滑片在B點時，滑動變阻器消耗的電功率：

P2=U2I′=3V×0.35A=1.05W．

【解析】由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電流表測電路中的電流．（1）當滑動變阻器滑片滑到A點時，燈泡正常發光時的電流和額定電流相等，根據圖乙讀出燈泡的額定電壓，根據P=UI求出燈泡的額定功率；（2）當滑動變阻器滑片滑到A點時，根據P=UI求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；（3）當滑片滑到另一位置B點時，根據U1：U2=2：3求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電燈兩端的電壓，根據圖象讀出通過電燈的電流，根據歐姆定律求出電燈的電阻；（4）滑片在B點時，根據P=UI求出滑動變阻器消耗的電功率．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．