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    20．如图1所示是小明的调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连人电路，小灯泡的额定电压为6V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I-U关系图象如图2所示．滑片P在A端时灯两端的电压为1.5V，电流为0.5A，滑片P在B端时灯两端的电压为6V，电流为1A，（电源电压恒定不变，电阻丝AB的阻值不随温度变化，灯的电阻在不同电压下不同）求：

    （1）小灯泡的额定功率；
    （2）电阻丝AB的阻值；
    （3）当AB连入电路的阻值R1=2.5欧时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少．

    分析 （1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，由图2读出灯泡两端的电压为6V时通过的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
    （2）滑片P在B端时，电路为灯泡的简单电路，其两端的电压即为电源的电压；滑片P从最左端时，知道灯泡两端的电压和对应的电流，根据串联电路的电压特点求出AB两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电阻丝AB的阻值；
    （3）设出此时灯泡的电阻，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流，利用P=I2R表示出灯泡消耗的电功率，然后得出方程求出灯泡电阻的可能值，然后判断灯泡的最小电阻确定此事灯丝的电阻．

    解答 解：（1）由图2可知，灯泡两端的电压为6V时，通过灯泡的电流为1A，
    则灯泡的额定功率：
    PL=ULIL=6V×1A=6W；
    （2）滑片P在B端时，电路为灯泡的简单电路，则电源的电压U=UL=6V，
    当滑片滑到A端时，通过小灯泡的电流为I=0.5A，灯泡两端电压UL′=1.5V，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，电阻丝AB两端电压：
    UAB=U-UL′=6V-1.5V=4.5V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻丝AB的阻值：
    RAB=$\frac{{U}_{AB}}{I}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω；
    （3）当AB连入电路的阻值R1=2.5欧时，设灯泡的电阻为R，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的电流：
    I′=$\frac{U}{{R}_{1}+R}$=$\frac{6V}{2.5Ω+R}$，
    灯泡消耗的电功率：
    PR=（I′）2R=（$\frac{6V}{2.5Ω+R}$）2R=3.2W，
    整理可得：4R2-25R+20Ω2=0，
    解得：R=5Ω或R=1.25Ω，
    由图象可知，图象的斜率表示电阻的倒数，且灯泡两端的电压增大时，斜率较小，
    所以，当电路中的电流最小时灯丝的电阻最小，
    灯泡的最小电阻RL小=$\frac{{U}_{L}′}{I}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω，
    所以，当AB连入电路的阻值R1=2.5欧时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为5Ω．
    答：（1）小灯泡的额定功率为6W；
    （2）电阻丝AB的阻值为9Ω；
    （3）当AB连入电路的阻值R1=2.5欧时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为5Ω．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，会确定灯泡的最小阻值是解题的关键．

    练习册系列答案
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    （2）现在为了使烛焰像能成在光屏中央，应将凸透镜向下调．
    （3）经过调节后，烛焰像成在光屏中央．我们平时使用的投影仪（选填“照相机”或“投影仪”）就是利用此次操作得到的成像特点而制造的．
    （4）小明继续实验，把蜡烛固定在10cm处，移动光屏时，眼睛要观察光屏，一直到光屏上出现清晰的像为止．
    （5）另一小组的同学对实验器材进行了改进，用若干个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验装置如图2所示．对该小组使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D
    A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
    B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
    C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
    D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距．

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