Question

小明在综合实践活动中设计了如图所示调光灯电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，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关系图象如右图所示．（电阻丝AB的阻值不随温度变化）求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）电阻丝AB的阻值；
（3）当灯泡消耗的功率为2.25W，此时AB连入的阻值为多少．

Answer 1

分析：（1）从图象上找到灯泡的额定电压对应的电流，根据公式P=UI求出灯泡的额定功率．
（2）从图象上找到当AB完全接入电路时，灯泡对应的电压和电流，因为电阻AB与灯泡串联，从而得出通过电阻AB的电流，根据串联分压的特点求出AB两端的电压，根据欧姆定律求出电阻丝AB的阻值．
（3）由图象可知，当小灯泡两端的电压为3V时，灯泡消耗的电功率为2.25W，并读出此时电路中的电流；根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值．

解答：解：（1）当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6V，对应的电流为1A；
所以小灯泡的额定功率：P_L=U_LI_L=6V×1A=6W；
（2）当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5V，电流I_小=0.5A；
由于R与L串联，则电阻丝两端电压：U_丝=6V-1.5V=4.5V
由欧姆定律得电阻丝AB的电阻：R=

U丝

I小

=

4.5V

0.5A

=9Ω；
（3）由图知，当灯L消耗的P=2.25W时，小灯泡两端的电压U_L=3V，I_L=0.75A，
滑动变阻器接入电路的电阻R_滑=

U-UL

IL

=

6V-3V

0.75A

=4Ω．
答：（1）小灯泡的额定功率为6W；
（2）电阻丝AB的阻值为9Ω；
（3）当灯泡消耗的功率为2.25W，此时AB连入的阻值为4Ω．

点评：本题考查电功率、电阻、电流、电压等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是根据图象和电路图分析数据得出灯泡消耗的功率为2.25W时的电压和电流．