Question

【題目】如圖甲所示是小燈泡L的I-U圖像，把小燈泡接入圖乙的電路中，先將滑動變阻器的滑片P移至B端，閉合開關S，電壓表示數為3V；再將滑片P向左移動直到電壓表示數為6V，此時小燈泡L剛好正常發光。已知電源電壓恒定，滑動變阻器的銘牌標有“20Ω 2A”，則電源電壓為_____V，小燈泡正常發光時，滑動變阻器消耗的功率為________W。在滑動變阻器的滑片移動的過程中，電路中消耗的總功率的最大值和最小值之比為________。

Answer 1

【答案】 15V 9 5:3

【解析】當滑動變阻器的滑片P移至B端時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯，由圖象可知，當電壓表示數為3V時，電路中的電流I=0.6A，由I=U/R可得，滑動變阻器兩端的電壓： U滑 =IR滑 =0.6A×20Ω=12V，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 +U滑 =3V+12V=15V；

由圖象可知，燈泡兩端的電壓為6V時，電路中的電流I′=1A，此時滑動變阻器兩端的電壓： U滑 ′=U-UL額 =15V-6V=9V，滑動變阻器接入電路中的電阻： R滑 ′=U滑′/I′=9V/1A=9Ω，滑動變阻器消耗的電功率：P滑 ′=U滑 ′I′=9V×1A=9W；

燈泡的電阻RL=U額/I額=6V/1A=6Ω，當滑動變阻器全部接入電路時，電路的阻值最大，R大=R滑+RL=20Ω+6Ω=26Ω，消耗的總功率最小，P小=U2/R大=8.7W；

小燈泡L剛好正常發光時，電路消耗的總功率最大，P大=P額+P滑=6W+9W=15W，

電路中消耗的總功率的最大值和最小值之比為：P大：P小= 5：3