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【题目】如图甲所示的电路中,R0是标有“6V 6W”字样的元件(阻值不变),R是滑动变阻器,通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的图象如图乙所示.闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,R0恰好正常工作.

(1)(1)求电源电压;
(2)滑动变阻器的滑片P在某一位置时,电压表的示数如图丙所示,求此时R接入电路中的阻值;
(3)当灯L消耗的功率为4W时,求R0消耗的功率.

【答案】
(1)

解:由图,滑片P滑到最左端时,R连入阻值为0,L与R0串联,R0恰好正常工作,即U0=6V,

由P=UI,

IL=I0===1A,

由图象乙,此时灯泡两端电压UL=8V,

所以电源电压:U=UL+U0=8V+6V=14V;

答:电源电压为14V;


(2)

解:由图丙电压表使用0﹣15V量程,分度值0.5V,电压表示数为3V,即:U0′=3V,

由P=,所以R0===6Ω,

此时电路中电流:I′=IL′=IR=I0′===0.5A,

由乙图象此时灯泡电压UL′=2V,

所以R两端电压UR=U﹣UL′﹣U0′=14V﹣2V﹣3V=9V,

此时R接入电路中的阻值:R===18Ω;

答:滑动变阻器的滑片P在某一位置时,R接入电路中的阻值为18Ω;


(3)

解:由乙图象,当灯泡电压为5V时,电流为I″=0.8A,由P=UI可知,此时灯泡功率为4W,

所以R0消耗的功率:P0=I″2R0=(0.8A)2×6Ω=3.84W.

答:当灯L消耗的功率为4W时,R0消耗的功率为3.84W.


【解析】(1)滑片P滑到最左端时,L与R0串联,R0恰好正常工作,根据P=UI计算电路中电流,由图象可知此时L两端电压,从而求得电源电压;
(2)由丙图读出P在某一位置时,电压表的示数(R0两端电压),由P=计算出R0电阻,由I=计算出此时电路中电流,
从图象乙中读出此灯泡两端,从而计算出R两端电压和R连入的阻值;
(3)根据P=UI,由图象读出灯泡两端的电压和电流,根据P=I2R计算R0消耗的功率.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.

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