Question

5．一小燈泡額定電壓為2.5V，小燈泡電流隨電壓變化的曲線如圖甲所示，將它連入如圖乙所示電路中，電源電壓為6V且保持不變．
求：
（1）小燈泡的額定功率；
（2）為保證小燈泡正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻大小；
（3）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器在1min內(nèi)消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）先從圖甲中找出電壓U=2.5V時對應的電流（額定電流），然后根據(jù)公式P=UI就可以算出小燈泡的額定功率；
（2）當小燈泡兩端的實際電壓等于額定電壓時，小燈泡正常發(fā)光，根據(jù)這一點我們可以先確定小燈泡的電壓應為2.5V，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律算出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律即可求出滑動變阻器連入電路的電阻大��；
（3）利用W=UIt即可求出滑動變阻器消耗的電能．

解答 解：（1）由圖甲可知小燈泡的額定電流為I_L=0.2A，所以小燈泡的額定功率為：
P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）小燈泡正常發(fā)光時，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：
滑動變阻器兩端的電壓：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，則I_R=I_L=0.2A，
根據(jù)歐姆定律得滑動變阻器接入電路中的電阻R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω；
（3）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器在1min內(nèi)消耗的電能：W=U_RI_RLt=3.5V×0.2A×60S=42J．
答：（1）小燈泡的額定功率為0.5W；
（2）保證小燈泡正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻大小為17.5Ω；
（3）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器在1min內(nèi)消耗的電能為42J．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功計算公式的靈活應用，關鍵是根據(jù)圖象讀出電流與電壓的對應值．