Question

【题目】如图甲所示是小灯泡L的I﹣U图象，把小灯泡接入图乙的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为3V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为6V，此时小灯泡L刚好正常发光．已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“20Ω 2A”，则电源电压为V，小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为W．在滑动变阻器的滑片移动的过程中，电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比为 ．

Answer 1

【答案】15；9；5：3
【解析】解：（1）当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联， 由图象可知，当电压表示数为3V时，电路中的电流I=0.6A，
由I= 可得，滑动变阻器两端的电压：
U滑=IR滑=0.6A×20Ω=12V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=UL+U滑=3V+12V=15V；（2）由图象可知，灯泡两端的电压为6V时，电路中的电流I′=1A，此时灯泡正常发光，
滑动变阻器两端的电压：
U滑′=U﹣UL额=15V﹣6V=9V，
滑动变阻器消耗的功率：
P滑=U滑′I′=9V×1A=9W；（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，当灯泡正常发光时电路消耗的总功率最大，
则电路中消耗的总功率的最大值和最小值之比：
P大：P小=UI′：UI=I′：I=1A：0.6A=5：3．
所以答案是：15；9；5：3．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR），以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．