Question

【題目】圖甲中標(biāo)有“2.7 V”字樣小燈泡的電流電壓關(guān)系如圖乙所示。定值電阻R1=10Ω。R2由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導(dǎo)體EF、FG、GH連接而成（總長度為35cm），其中一段是銅導(dǎo)體，其電阻可忽略不計(jì)，另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比，P是與R2接觸良好并能移動(dòng)的滑動(dòng)觸頭。

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻多大？

（2）若只閉合S、S1時(shí)，電流表示數(shù)I與P向左移動(dòng)距離x之間的關(guān)系如圖丙所示。①當(dāng)x=20cm時(shí)，電路消耗的電功率多大？②導(dǎo)體GH間電阻多大?

（3）若只閉合S與S2，為確保燈絲不被燒壞，滑片P向左移動(dòng)距離x的變化范圍？

Answer 1

【答案】（1）9Ω（2）15Ω （3）x≤9cm

【解析】解：（1）由圖丙可知，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過燈泡的電流I=0.3A，根據(jù)歐姆定律得，

小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻。

（2）①當(dāng)滑片位于E端時(shí)，電路為R1的簡單電路，電路中的電流最大，

由圖象乙可知，I大=0.6A，可得，電源的電壓：U=I大R1=0.6A×10Ω=6V。

因此當(dāng)x=20cm時(shí)，由圖乙可知電路中電流為0.4A，電路消耗的電功率P=UI=6V×0.4A=2.4W

②當(dāng)滑片位于H端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，

由圖象乙可知，I小=0.2A，則電路中的總電阻：。

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：REH=R總-R1=30Ω-10Ω=20Ω；

由于滑片P從H端向E端移動(dòng)，由圖乙可知：各導(dǎo)體的長度：

GH=15cm，F(xiàn)G=25cm-15cm=10cm，EF=35cm-25cm=10cm；

中間一段電流無變化，故FG是銅導(dǎo)線；

由圖象可知，當(dāng)滑片P位于F點(diǎn)時(shí)，電路中的電流I=0.4A，則總電阻：

則EF段的總電阻：REF=-R1=15Ω-10Ω=5Ω

所以GH間的電阻 。

若只閉合S與S2，小燈泡與電阻R2串聯(lián)，為確保燈絲不被燒壞，此時(shí)電路中最大電流為0.3A。當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí)，電路中的總電阻，

此時(shí)R2接入電路的電阻：R2=

由上面的圖乙可知，電流為0.3A時(shí)，滑片位于GH導(dǎo)體上，GH導(dǎo)體每1cm的電阻，此時(shí)GH導(dǎo)體接入電路的長度為 。

滑片P向左移動(dòng)距離x的變化范圍x≤9cm 。