Question

【題目】小明用如圖（甲）所示的電路測額定電壓為6V的燈泡的功率，保護電阻R0=2Ω．閉合開關S，滑動變阻器的滑動觸片從最右端向最左端移動過程中，通過燈泡的電流I與其兩端電壓U的關系如圖（乙）所示．求：
（1）燈泡的額定功率；
（2）電源的電壓；
（3）滑動變阻器的最大電阻值．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖像知：當電壓表示數為6V時，通過燈泡的額定電流：I額=1.0A，

燈泡的額定功率：P額=U額I額=6V×1.0A=6W

（2）解：滑片在最左端時，燈泡L與R0串聯，由圖可知此時通過燈泡的電流和燈泡兩端電壓分別為：I=1.0A，UL=6.0V

由I= 得，R0兩端電壓：UR0=IR0=1.0A×2Ω=2V，

則電源電壓：U=UL+UR0=6V+2V=8V

（3）解：當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，

由圖像可知，此時燈泡兩端的電壓UL′=1.0V，電路中的電流I′=0.5A，

燈泡的電阻：RL= = =2Ω，

電路中的總電阻：R總= = =16Ω，

滑動變阻器最大阻值：R=R總﹣R0﹣RL=16Ω﹣2Ω﹣2Ω=12Ω

【解析】（1）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，由圖像讀出燈泡兩端的電源為6V時對應的電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率；（2）滑片在最左端時，燈泡L與R0串聯，由圖可知此時燈泡的電流、電壓，再根據串聯電路電流的特點和U=IR求出R0兩端的電壓，最后根據串聯電路電壓的特點可求出電源電壓；（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，由圖像得出電路中的電流和燈泡兩端的電壓，根據R= 分別求出燈泡的電阻和電路中的總電阻，最后根據串聯電路電阻的特點求出滑動變阻器的最大阻值．
【考點精析】掌握歐姆定律的變形公式和額定功率的概念是解答本題的根本，需要知道公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統一；額定功率：用電器在額定電壓下的功率．