Question

【題目】如下圖所示，某同學已經(jīng)獲得了額定電壓為6V的小燈泡的U-I圖像．他將此燈泡、電源（電壓一定）、滑動變阻器、電壓表、電流表及開關正確連入電路．閉合開關，將滑動變阻器的滑片從一端向另一端滑動的過程中，電壓表的示數(shù)從8V開始減小，電流表的示數(shù)從0.3A開始增大．在開關剛閉合時，該同學沒有觀察到燈發(fā)光的原因_________，當燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器功率是_____________W．為使燈安全，電壓表的示數(shù)范圍應控制在_______________．

Answer 1

【答案】實際功率太小. 1 8V2V

【解析】

(1)由圖可知,電流表的示數(shù)I1＝0.3A時燈泡兩端的電壓U1＝1V,燈泡兩端的電壓U2＝6V時通過的電流I2＝0.5A，兩種情況下燈泡的電功率：

P1＝U1I1＝1V×0.3A＝0.3W,P2＝U2I2＝6V×0.5A＝3W，因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小,且P1遠小于P2，所以，在開關剛閉合時，該同學沒有觀察到燈發(fā)光的原因是燈泡的實際功率太��；

(2)由U＝IR可知，當電流表的示數(shù)增大時，燈泡兩端的電壓增大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓減小，因?qū)⒒瑒幼冏杵鞯幕�片從一端向另一端滑動的過程中，電流表的示數(shù)從0.3A開始增大，電壓表的示數(shù)從8V開始減小，所以，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端測其兩端的電壓，閉合開關前,滑動變阻器處于最大阻值處,其兩端的電壓U滑＝8V，則電源的電壓： U＝U1+U滑＝1V+8V＝9V，當燈泡正常發(fā)光時,其兩端的電壓U2＝6V,電路中的電流I＝I2＝0.5A，此時滑動變阻器兩端的電壓即電壓表的示數(shù)： U′滑＝UU2＝9V6V＝2V，所以，電壓表示數(shù)的變化范圍為8V2V，滑動變阻器的電功率： P滑＝U′滑I＝2V×0.5A＝1W.