Question

如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，闭合开关S后，当滑片P从最右端向左滑动过程中，小灯泡的I-U关系图象如图乙所示．则小灯泡的额定功率为________W，电源电压为________V，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器1min内产生的热量为________J．

Answer 1

24    18    720
分析：①已知灯泡的额定电压，从图象中找到灯泡在额定电压下的电流，利用公式P=UI得到额定功率；
②当滑动变阻器滑片位于最右端时，灯泡与滑动变阻器串联，电路电流最小，由图乙所示图象求出灯泡两端电压与电路电流，由串联电路特点及欧姆定律求出电源电压．
③由图乙所示图象求出灯泡正常发光时的电路电流，由串联电路特点求出滑动变阻器两端电压，然后由W=UIt求出滑动变阻器消耗的电能．
解答：①由图象知，在灯泡两端电压为U_额=12V时，通过的电流为I_额=2A，
所以灯泡的额定功率为P_额=U_额I_额=12V×2A=24W；
②当滑片位于最右端时，滑动变阻器阻值全部接入电路，
由图乙所示图象可知，U_L=3V，I=1A，
∵I=，∴滑动变阻器两端电压U_滑=IR_滑最大=1A×15Ω=15V，
电源电压U=U_L+U_滑=3V+15V=18V；
③由图乙所示图象可知，灯泡正常发光时，
灯泡两端电压为U_额=12V时，通过的电流为I_额=2A，
滑动变阻器两端电压U_滑′=U-U_额=18V-12V=6V，
滑动变阻器1min内产生的热量Q=W=UIt=6V×2A×60s=720J；
故答案为：24；18；720．
点评：本题考查了求灯泡额定功率、电源电压、滑动变阻器产生的热量等问题，由图象求出电压所对应的电流，应用串联电路特点、欧姆定律、电功公式即可正确解题．