Question

小明用如图（甲）所示的电路测额定电压为6V的灯泡的功率，保护电阻R=2Ω．闭合开关S，滑动变阻器的滑动触片从最右端向最左端移动过程中，通过灯泡的电流I与其两端电压U的关系如图（乙）所示．求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电源的电压；
（3）滑动变阻器的最大电阻值．

Answer

（1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，由图象读出灯泡两端的电源为6V时对应的电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）滑片在最左端时，灯泡L与R串联，由图可知此时灯泡的电流、电压，再根据串联电路电流的特点和U=IR求出R两端的电压，最后根据串联电路电压的特点可求出电源电压；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图象得出电路中的电流和灯泡两端的电压，根据R=分别求出灯泡的电阻和电路中的总电阻，最后根据串联电路电阻的特点求出出滑动变阻器的最大阻值．
【解析】
（1）由图象知：当电压表示数为6V时，通过灯泡的额定电流：I额=1.0A，
灯泡的额定功率：P额=U额I额=6V×1.0A=6W；
（2）滑片在最左端时，灯泡L与R串联，由图可知此时通过灯泡的电流和灯泡两端电压分别为：I=1.0A，UL=6.0V
由I=得，R两端电压：UR0=IR=1.0A×2Ω=2V，
则电源电压：U=UL+UR0=6V+2V=8V；
（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图象可知，此时灯泡两端的电压UL′=1.0V，电路中的电流I′=0.5A，
灯泡的电阻：RL===2Ω，
电路中的总电阻：R总===16Ω，
滑动变阻器最大阻值：R=R总-R-RL=16Ω-2Ω-2Ω=12Ω．
答：（1）灯泡的额定功率为6W；
（2）电源的电压为8V；
（3）滑动变阻器的最大电阻值为12Ω．