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10.如图所示,某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,误将电压表并联在滑动变阻器的两端,他调节滑片滑片P测得多组数据,并根据电流表电压表示数作出如图乙所示的I-U图象.已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V.问:

(1)小灯泡正常工作时电压表示数是多少?
(2)为使实验中小灯泡两端电压不超过3V,滑动变阻器接入电路的最小阻值时多少?(结果保留两位小数)

分析 (1)由电路图可知小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,根据分压原理,求出灯泡正常发光时滑动变阻器的电压;
(2)当小灯泡两端电压为3V时,根据分压原理,求出此时滑动变阻器两端电压,结合图象可知此时电流,再利用欧姆定律公式变形可求得滑动变阻器接入电路的最小阻值.

解答 解:(1)小灯泡与滑动变阻器串联,当小灯泡正常发光时,UL=2.5V,
U=U-UL=4.5V-2.5V=2V,即电压表的示数为2V;
(2)当小灯泡两端电压为3V时
电压表示数即U=U-U?L=4.5V-3V=1.5V,
由图乙可知,当滑动变阻器两端电压为1.5V时,I=0.22A
R=$\frac{{U}_{变}}{{I}_{变}}$=$\frac{1.5V}{0.22A}$≈6.82Ω,即为接入的最小阻值.
答:(1)小灯泡正常工作时电压表示数是2V;
(2)为使实验中小灯泡两端电压不超过3V,滑动变阻器接入电路的最小阻值是6.82Ω.

点评 本题考查欧姆定律和串联特点的应用,掌握好串联电路的分压原理,根据图乙可知,当滑动变阻器两端电压为1.5V时,I=0.22A是解答(2)的关键.

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