在综合实践课中，小明利用实验室中的器材自制了一个调光小台灯，电路图如图甲所示，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡的I-U图象如图乙所示，滑动变阻器标有“25Ω

Question

在综合实践课中，小明利用实验室中的器材自制了一个调光小台灯，电路图如图甲所示，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡的I-U图象如图乙所示，滑动变阻器标有“25Ω  0.3A”，当滑片P位于某点时，电压表的示数为2.5V，当滑片p位于右端时．小灯泡发光很暗，求：

（1）小灯泡正常发光的阻值和额定功率
（2）当电压表的示数是2.5V时，滑动变阻器连入电路的阻值
（3）当滑片在最右端时，整个电路在10min内消耗的电能．

Answer 1

（1）小灯正常工作时的电压是2.5V，由图乙知，此时对应的电流为0.25A，
小灯泡正常工作时的电阻R_L=(UL)/(IL)=(2.5V)/(0.25A)=10Ω，
小灯泡的额定功率p_L=U_LI_L=2.5V×0.25A=0.625W；
（2）当电压表的示数是2.5V时，小灯泡正常发光，
滑动变阻器两端的电压U′=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时通过滑动变阻器的电流等于通过小灯泡的电流0.25A，
所以，滑动变阻器连入电路中的电阻R′=(U′)/(IL)=(3.5V)/(0.25A)=14Ω；
（3）小灯泡的电阻随其两端电压的变化而改变，
小灯泡两端加不同的电压，分别对应有一个不同的电流大小和电阻大小．
我们可以把图乙中几个特殊的电压和电流值列出来，
计算出对应的电阻大小，从而找出符合题目条件的小灯泡的电压，如下表所示：

物理量	1组数据	2组数据	3组数据
电压	0.5V	1.0V	2.5V
电流	0.15A	0.2A	0.25A
电阻	(10)/(3)Ω	5Ω	10Ω

由表可知，当小灯泡的电压为1.0V时，对应的电流为0.2A，此时小灯泡的电阻为5Ω．
若为这种情况，电路的总电阻R=(U)/(I″)=(6V)/(0.2A)=30Ω，
滑动变阻器连入电路中的电阻R″=30Ω-5Ω=25Ω，
与滑动变阻的滑片移至最右端相符合．因此，当滑片在最右端时，小灯泡两端的电压为1.0V．
所以，当滑片在最右端时，整个电路在10min内消耗的电能
W=UI″t=6V×0.2A×10×60s=720J．
答：（1）小灯泡正常发光的阻值为10Ω，额定功率为0.625W；
（2）当电压表的示数是2.5V时，滑动变阻器连入电路的阻值为14Ω；
（3）当滑片在最右端时，整个电路在10min内消耗的电能为720J．