（2013•栖霞区一模）如图是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为10V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I-U

Question

（2013•栖霞区一模）如图是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为10V．闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I-U关系图象（实线部分）如图所示．（电阻丝AB的阻值不随温度变化）
求：（1）小灯泡的额定功率；
（2）电源电压；
（3）电阻丝AB的阻值；
（4）当AB连入电路的阻值R₁=20Ω时，通过作图求出小灯泡实际消耗的电功率．

Answer 1

（1）当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为10V，对应的电流为0.4A，
小灯泡的额定功率：P_L=U_LI_L=10V×0.4A=4W；
（2）滑片P位于最右端B时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡正常发光，
∴电源的电压U=U_L=10V；
（3）当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压U_L′=2V，电流I=0.2A，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴U_AB=U-U_L′=10V-2V=8V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴R_AB=(UAB)/(I)=(8V)/(0.2A)=40Ω；
（4）当AB连入电路的阻值R₁=20Ω时，电灯两端电流与电压的关系满足条件是：
U_灯=10V-20Ω×I，图象如下图所示：

由图象可知：U_灯=4V，I_灯=0.3A，
小灯泡实际消耗的电功率：
P_灯=U_灯I_灯=4V×0.3A=1.2W．
答：（1）小灯泡的额定功率为4W；
（2）电源电压为10V；
（3）电阻丝AB的阻值为40Ω；
（4）当AB连入电路的阻值R₁=20Ω时，通过作图求出小灯泡实际消耗的电功率为1.2W．