Question

小華同學在家庭實驗室進行“改造小臺燈”的實踐活動，請你也加入到他的實踐活動中．（電源電壓恒定，設(shè)燈絲電阻不變）

（1）當滑片P從a端滑到b端時，電流表、電壓表示數(shù)變化圖象如圖所示，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)求出電源電壓和小燈泡的電阻．
（2）請你計算出滑片P在a端和b端時小燈泡的實際功率．
（3）滑動變阻器的最大阻值是多大？

Answer 1

分析：（1）由圖可知，燈泡及滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，故可知當滑動變阻器接入電阻最大時，電流表示數(shù)最小，電壓表示數(shù)最大；則由題意利用歐姆定律可求得電源電壓及燈泡的電阻；
（2）當滑片在a點時，可知電流值，由功率公式P=I²R可求得功率；滑片在b點時，由已知可得電流，由功率公式可求得功率；
（3）分析圖象可得出隨滑動變阻器接入電阻的變化，能量的轉(zhuǎn)化效率呈下降趨勢．

解答：解：（1）分析電路可知，當電流表示數(shù)為0.5A時，電壓表示數(shù)為4.5V；
當電流表示數(shù)為1A時，電壓表示數(shù)為0V，
則有U_電=1A×R_L①
U_電=4.5V+0.5A×R_L②，
綜合①②式可得出，R_L=9Ω，U_電=9V；
（2）當滑片在a端時，I_a=1A，P_a=I_a²R_L=（1A）²×9Ω=9W，
當滑片在b端時，I_b=0.5A，P_b=I_b²R_L=（0.5A）²×9Ω=2.25W．
（3）分析電路可知，當電流表示數(shù)為0.5A時，電壓表示數(shù)為4.5V；燈L與滑動變阻器串聯(lián)，
滑動變阻器的最大阻值為R=

4.5V

0.5A

=9Ω．
答：（1）燈泡電阻為9Ω，電源電壓為9V；
（2）滑片在a時，小燈泡的功率為9W，滑片在中點時燈泡的功率為4W，滑片在b端時燈泡功率為2.25W；
（3）滑動變阻器的最大阻值為9Ω．

點評：本題綜合考查學生對于歐姆定律、功率公式；對學生的分析能力、公式的應用能力要求較高，應注意在做題中將大題進行拆分，從而可以得出幾個小題，便于解決．