Question

【題目】如圖甲，電源電壓可以調(diào)節(jié)，電阻R1＝30Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為200Ω，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V，燈泡L上標有“6V”字樣，其電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示：

(1) 燈泡L的額定功率是多大？

(2) 電源電壓保持3V不變，閉合所有開關(guān)，在保證各元件安全的前提下，變阻器R2在1min內(nèi)消耗的最大電能為多少？

(3) 電源電壓保持18V不變，只閉合開關(guān)S1，變阻器消耗的電功率P2與電壓表示數(shù)U表的關(guān)系如圖丙所示，當電壓表示數(shù)分別為Ux、Ux＇時，變阻器的電功率均為P2x，已知Ux∶Ux＇＝1∶3，則P2x為多大？

Answer 1

【答案】(1) 3.6W；(2) 18J； (3) 2.025W

【解析】

(1)由圖乙，燈泡L的額定電壓是6V，對應(yīng)的額定電流是0.6A，故燈泡L的額定功率

(2)電源電壓保持3V不變，閉合所有開關(guān)，電阻R1被短路，燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)，電流表測干路電流。在保證各元件安全的前提下，要使變阻器R2在1min內(nèi)消耗的電能最大，即電路中電流要最大，由于電流表的量程為0~0.6A，所以干路中最大電流為0.6A。

電源電壓保持3V不變，由圖乙此時通過燈泡的電流

則通過滑動變阻器R2的最大電流

阻器R2在1min內(nèi)消耗的最大電能

(3)電源電壓保持18V不變，只閉合開關(guān)S1，電阻R1與滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端電壓，電路中電流

變阻器的電功率

因為兩次電功率相等，則有

已知Ux：Ux＇＝1∶3，代入數(shù)據(jù)

解得

或（舍去）

則P2x為

答：(1)燈泡L的額定功率是3.6W；

(2)電源電壓保持3V不變，閉合所有開關(guān)，在保證各元件安全的前提下，變阻器R2在1min內(nèi)消耗的最大電能為18J；

(3) 電源電壓保持18V不變，只閉合開關(guān)S1，變阻器消耗的電功率P2與電壓表示數(shù)U表的關(guān)系如圖丙所示，當電壓表示數(shù)分別為Ux、Ux＇時，變阻器的電功率均為P2x，已知Ux∶Ux＇＝1∶3，則P2x為2.025W。