Question

12．如圖1是小明同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光臺(tái)燈的電路圖，已知電源為兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，所用燈泡L上標(biāo)有“2.5V”字樣，燈泡的電阻隨它兩端電壓變化的圖象如圖2示，則

（l）小燈泡的額定功率為多大？
（2）閉合開關(guān)后移動(dòng)滑片P，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值為多大？
（3）要使燈泡昀電壓在0.5-2.5V范圍內(nèi)變化，選用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象確定小燈泡2.5V時(shí)的電阻，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出額定功率；
（2）利用串聯(lián)電路分壓和電流相等特點(diǎn)，結(jié)合歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入的阻值；
（3）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器分得的最大電壓，運(yùn)用歐姆定律求出接入的最大阻值．

解答 解：（1）根據(jù)R～U圖象知道，當(dāng)U_L=2.5V時(shí)．R_L=l0Ω
則小燈泡的額定功率為：P_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W
（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U_變=U_總-U_L=3V-2.5V=0.5V，
電流為I_變=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
所以，此時(shí)連人電路的滑動(dòng)變阻器的阻值為R_變$\frac{{U}_{變}}{{I}_{變}}$=$\frac{0.5V}{0.25A}$=2Ω
（3）由題意，滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的最大電壓為
U_變max=U_總-U_Lmin=3V-0.5V=2.5V
由圖象知：U_L′=0.5V時(shí)，R_L′≈5Ω
此時(shí)電流為I_變′=I_L′=$\frac{{U}_{L}^{′}}{{R}_{L}^{′}}$=$\frac{0.5V}{5Ω}$=0.1A
則R_變max=$\frac{{U}_{變max}}{{I}_{變}^{′}}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω
即所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)不小于25Ω．
答：（l）小燈泡的額定功率為0.625W；
（2）閉合開關(guān)后移動(dòng)滑片P，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值為2Ω；
（3）要使燈泡昀電壓在0.5-2.5V范圍內(nèi)變化，選用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為25Ω．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于電功率公式，串聯(lián)電路特點(diǎn)以及歐姆定律的了解和掌握，充分利用圖象信息是解題關(guān)鍵．