Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓不變，小燈泡的額定電壓為2.5 V，滑動變阻器的最大阻值R為定值電阻R0的三倍.閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于某點時，電壓表示數(shù)為2.5 V，電流表示數(shù)為I1 ， 當(dāng)滑片P置于最右端時，電流表示數(shù)為I2 ， 且I1∶I2＝5∶4.兩次變阻器連入電路的電阻之比R1∶R＝8∶15.如圖是該小燈泡I－U圖象.求：

（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻值.
（2）滑片置于最右端時，小燈泡的實際功率.？
（3）電源電壓.？

Answer 1

【答案】
（1）解：由電路圖可知，燈泡L與R0 、R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流

由圖象可知，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時的電壓是U1 =2.5V時，通過燈泡的電流I1 =0.25A，由I=U/R知道，小燈泡正常發(fā)光時的電阻：RL =U1/I1=2.5V/0.25A=10Ω；

（2）解：因為當(dāng)滑片P置于某點時，電壓表示數(shù)為2.5V，電流表示數(shù)為I1 =0.25A，當(dāng)滑片P置于最右端時，電流表示數(shù)I2 ，又因為I1 ：I2 =5：4，所以I2 =4/5I1 =4/5×0.25A=0.2A，由圖象可知，此時燈泡兩端的電壓U2 =1V，則燈泡的實際電功率：P2 =U2 I2 =1V×0.2A=0.2W；
（3）解：因為R1 ：R=8：15，R=3R0 ，所以，當(dāng)滑片P置于某點時，變阻器接入電路的阻值：R1 =8/15R=8/15×3R0 =1.6R0 ，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，R0 與R1 兩端的電壓之和：

U01 =I1（R1 +R0 ）=0.25A×（1.6R0 +R0 ）=0.25A×2.6R0 ，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U=U1 +U01 =2.5V+0.25A×2.6R0

當(dāng)滑片P置于最右端時，R0 與R兩端的電壓之和：

U02 =I2（R+R0 ）=0.2A×（3R0 +R0 ）=0.2A×4R0 ，

則電源的電壓：U=U2 +U02 =1V+0.2A×4R0

因電源的電壓不變，故2.5V+0.25A×2.6R0 =1V+0.2A×4R0 ，所以R0 =10Ω，

則電源的電壓：U=U2 +U02 =1V+0.2A×4R0 =1V+0.2A×4×10Ω=9V.

【解析】本題綜合考查學(xué)生對利用歐姆定律和電功率公式以及串并聯(lián)規(guī)律來解決電學(xué)綜合題的能力。（1）會分析電路是串聯(lián)還是并聯(lián)。（2）利用串并聯(lián)規(guī)律，找到每個用電器的電流，電壓，電阻，電功率等物理量。（3）利用公式求解。

【考點精析】認(rèn)真審題，首先需要了解電功率的計算公式(計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R)．