圖中是小明設(shè)計(jì)的調(diào)光電路圖,他將粗細(xì)均勻的電阻絲AB通過滑片P連入電路,小燈泡的額定電壓為6V.閉合開關(guān)S后,滑片P從最左端A滑到最右端B的過程中,小燈泡的I-U關(guān)系圖象如圖所示.(電阻絲AB的阻值不隨溫度變化)
求:(1)小燈泡的額定功率;
(2)電阻絲AB的阻值;
(3)當(dāng)AB連入電路的阻值R1=2.5Ω時,燈泡消耗的功率為3.2W,此時燈絲的阻值為多少.
【答案】分析:(1)從圖象上找到燈泡的額定電壓對應(yīng)的電流,根據(jù)公式P=UI求出燈泡的額定功率.
(2)從圖象上找到當(dāng)AB完全接入電路時,燈泡對應(yīng)的電壓和電流,因?yàn)殡娮鐰B與燈泡串聯(lián),從而得出通過電阻AB的電流,根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)求出AB兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出電阻絲AB的阻值.
(3)已知燈泡消耗的功率、電源電壓以及AB連入電路的阻值R1的大小,根據(jù)公式P=I2R可求燈泡的電阻,從圖象上可以看出燈泡的最小電阻,從而判斷出燈泡此時的電阻.
解答:解:(1)當(dāng)滑片P在B端時,由圖得知電源電壓與小燈泡額定電壓相等為6V,對應(yīng)的電流為1A
小燈泡的額定功率:PL=ULIL=6V×1A=6W.
答:小燈泡的額定功率為6W.
(2)當(dāng)滑片P在A端時,由圖得小燈泡兩端的電壓為U=1.5V,電流I=0.5A
由于R與L串聯(lián),則電阻絲兩端電壓:U=U-U=6V-1.5V=4.5V,
由歐姆定律得電阻絲AB的電阻:R===9Ω.
答:電阻絲AB的阻值為9Ω.
(3)燈泡消耗的功率為:
P=I2RL=
將U=6V、R1=2.5Ω、P=3.2W代入上式中,
解得:RL=1.25Ω或5Ω
由圖可知,燈泡連入電路中的最小阻值為RL最小===3Ω,
所以RL=5Ω.
答:此時燈絲的阻值為5Ω.
點(diǎn)評:本題考查電功率、電阻、電流、電壓等的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用,難點(diǎn)是根據(jù)圖象和電路圖分析數(shù)據(jù),本題考查知識點(diǎn)較多,且難度挺大,屬于一道難題.
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