Question

【題目】圖1是小明設計的調光電路圖，他將粗細均勻的電阻絲AB通過滑片P連入電路，小燈泡的額定電壓為6V．閉合開關S后，滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中，小燈泡的I﹣U關系圖象如圖2所示．（電阻絲AB的阻值不隨溫度變化）求：
（1）小燈泡的額定功率；
（2）電阻絲AB的阻值；
（3）當AB連入電路的阻值R1=2.5Ω時，燈泡消耗的功率為3.2W，此時燈絲的阻值為多少．

Answer 1

【答案】
（1）當滑片P在B端時，由圖得知電源電壓與小燈泡額定電壓相等為6V，對應的電流為1A小燈泡的額定功率：PL=ULIL=6V×1A=6W．答：小燈泡的額定功率為6W．
（2）當滑片P在A端時，由圖得小燈泡兩端的電壓為U小=1.5V，電流I小=0.5A由于R與L串聯，則電阻絲兩端電壓：U絲=U﹣U小=6V﹣1.5V=4.5V，由歐姆定律得電阻絲AB的電阻：R= = =9Ω．答：電阻絲AB的阻值為9Ω．
（3）燈泡消耗的功率為：P=I2RL= 將U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中，解得：RL=1.25Ω或5Ω由圖可知，燈泡連入電路中的最小阻值為RL最小= = =3Ω，所以RL=5Ω．答：此時燈絲的阻值為5Ω．
【解析】（1）從圖象上找到燈泡的額定電壓對應的電流，根據公式P=UI求出燈泡的額定功率．（2）從圖象上找到當AB完全接入電路時，燈泡對應的電壓和電流，因為電阻AB與燈泡串聯，從而得出通過電阻AB的電流，根據串聯分壓的特點求出AB兩端的電壓，根據歐姆定律求出電阻絲AB的阻值．（3）已知燈泡消耗的功率、電源電壓以及AB連入電路的阻值R1的大小，根據公式P=I2R可求燈泡的電阻，從圖象上可以看出燈泡的最小電阻，從而判斷出燈泡此時的電阻．