Question

18．如圖甲，電源電壓恒定，電壓表的量程都是0-15V，電流表的量程是0-0.6A，小燈泡兩端的電壓不許超過額定電壓，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A．閉合開關(guān)，為了保證所有元件都安全，滑動(dòng)變阻器的滑片只能在阻值最大端和a點(diǎn)間滑動(dòng)，當(dāng)滑片在這兩點(diǎn)間滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)隨電壓表的示數(shù)變化的如圖，則燈泡的額定電流0.5A，且滑片在最大阻值和a點(diǎn)時(shí)燈泡的功率之比為4：35，燈泡的額定功率為3.5W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，電路中的電流最大，由小燈泡兩端的電壓不許超過額定電壓可知，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖象讀出電路的最大電流即燈泡的額定電流；
（2）由圖象得出滑片在最大阻值和a點(diǎn)時(shí)電路中的電流和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和P=UI得出燈泡實(shí)際功率的表達(dá)式，然后根據(jù)燈泡功率的比值，先求出電源的電壓，然后即可利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）為了保證所有元件都安全，滑動(dòng)變阻器的滑片只能在阻值最大端和a點(diǎn)間滑動(dòng)，所以當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)，電路中的電流最大，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，
由圖象可知，燈泡的額定電流I_額=I_最大=0.5A；
（2）由圖象可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在阻值最大端時(shí)，I_最小=0.2A，變阻器兩端的電壓U_滑最大=11V；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則燈泡兩端的實(shí)際電壓U₁=U-U_滑最大=U-11V；
則燈泡功率P₁=U₁I_最小=（U-11V）×0.2A------------------------------①
滑片位于a點(diǎn)時(shí)，I_最大=0.5A；變阻器兩端的電壓U_滑=6V；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則燈泡兩端的實(shí)際電壓U_額=U₂=U-U_滑=U-6V；
則P_額=P₂=U₂I_最大=（U-6V）×0.5A----------------------②
根據(jù)題干可知：
$\frac{{P}_{1}}{{{P}_{額}}^{\;}}$=$\frac{4}{35}$-------------------③
解①②③可得：U=13V，則P_額=P₂=U₂I_最大=（13V-6V）×0.5A=3.5W．
故答案為：0.5；3.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意判斷出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流．