有一种亮度可以调节的小台灯,其电路图如图甲所示.电源电压保持不变,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示.调节滑动变阻器,当灯泡两端电压为额定电压12V时,滑动变阻器接入电路的电阻为R1,此时灯泡L电阻与R1的比值为4:1;调节滑动变阻器R,使灯泡L的功率为3.6W,此时滑动变阻器R连入电路的阻值为________Ω.
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解析分析:由甲图可知,灯泡与滑动变阻器串联.(1)从图象上可以看出,当灯泡L的额定电压为12V时,对应的额定电流为0.8A,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,进一步根据灯泡L电阻与R1的比值求出电路中的总电阻,利用欧姆定律求出电源的电压;(2)根据灯泡的实际功率,从图象乙中找出对应的电流、电压值,然后根据串联电路的特点,求出变阻器两端的电压,利用欧姆定律可以求出变阻器连入电路的阻值.
解答:由甲图可知,灯泡与滑动变阻器串联,(1)当灯泡L的额定电压为12V时,对应的额定电流为0.8A,即电路中的电流I=0.8A,根据欧姆定律可得:灯泡的电阻RL===15Ω,∵灯泡L电阻与R1的比值为4:1,∴电路中的总电阻R总=(1+)RL=×15Ω=18.75Ω,电源的电压U=IR总=0.8A×18.75Ω=15V;(2)由I-U图象可知,当灯两端的电压为UL=6V,通过的电流为IL=0.6A,此时灯泡的功率为P=ULIL=6V×0.6A=3.6W;∵串联电路各处的电流相等,∵通过变阻器的电流I′=0.6A,∵串联电路的总电压等于各分电压之和,∴变阻器两端的电压UR=U-UL=15V-6V=9V,变阻器连入电路的阻值R===15Ω.故