试题

（2007·哈尔滨）小华同学在家庭实验室进行“改造小台灯”的实践活动，请你也加入到他的实践活动中．（电源电压恒定，设灯丝电阻不变）

（1）当滑片P从a端滑到b端时，电流表示数在0.5A～1A间变化，电压表示数在0V～4-5V间变化，根据实验数据求出电源电压和小灯泡的电阻．
（2）请你计算出滑片P在a端、中点和b端时小灯泡的实际功率，并在坐标系中绘制出小灯泡实际功率随滑动变阻器连入电路中阻值变化的图象．（坐标系中已有曲线是该同学绘制的电路总功率随滑动变阻器连入电路中阻值变化的图象）
（3）请你根据坐标系中两条曲线给出的信息，分析该电路能量转化效率．（写出分析过程和结论，小灯泡消耗的电能为有效能量）

解：（1）分析电路可知，当电流表示数为0.5A时，电压表示数为4.5V；
当电流表示数为1A时，电压表示数为0V，
则有U_电=1A×R_L①
U_电=4.5V+0.5A×R_L②，
综合①②式可得出，R_L=9Ω，U_电=9V，R_ab=9Ω；
（2）当滑片在a端时，I_a=1A，P_a=I_a²R_L=（1A）²×9Ω=9W，
当滑片在中点时，I_中=

U电

RL+ 1 2 Rab

=

9V

9Ω+4.5Ω

=

2

3

A，P中=I中2RL=(

2

3

A)2×9Ω=4W；
当滑片在b端时，I_b=0.5A，P_b=I_b²R_L=（0.5A）²×9Ω=2.25W．
将滑动变阻器阻值与对应的功率对应的点在图中描出，连线可得对应的图象．

（3）由图象可知，随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，该电路的能量转化效率越来越低．
答：（1）灯泡电阻为9Ω，电源电压为9V；
（2）滑片在a时，小灯泡的功率为9W，滑片在中点时灯泡的功率为4W，滑片在b端时灯泡功率为2.25W，图象如图所示；
（3）随滑动变阻器接入电阻的变化，该电路的能量转化效率越来越低．
解：（1）分析电路可知，当电流表示数为0.5A时，电压表示数为4.5V；
当电流表示数为1A时，电压表示数为0V，
则有U_电=1A×R_L①
U_电=4.5V+0.5A×R_L②，
综合①②式可得出，R_L=9Ω，U_电=9V，R_ab=9Ω；
（2）当滑片在a端时，I_a=1A，P_a=I_a²R_L=（1A）²×9Ω=9W，
当滑片在中点时，I_中=

U电

RL+ 1 2 Rab

=

9V

9Ω+4.5Ω

=

2

3

A，P中=I中2RL=(

2

3

A)2×9Ω=4W；
当滑片在b端时，I_b=0.5A，P_b=I_b²R_L=（0.5A）²×9Ω=2.25W．
将滑动变阻器阻值与对应的功率对应的点在图中描出，连线可得对应的图象．

（3）由图象可知，随着滑动变阻器接入电路的阻值增大，该电路的能量转化效率越来越低．
答：（1）灯泡电阻为9Ω，电源电压为9V；
（2）滑片在a时，小灯泡的功率为9W，滑片在中点时灯泡的功率为4W，滑片在b端时灯泡功率为2.25W，图象如图所示；
（3）随滑动变阻器接入电阻的变化，该电路的能量转化效率越来越低．