Question

（2013?沈河區(qū)一模）一只小燈泡的額定電壓為2.5V，將它連入如圖甲所示電路中，電源電壓為4.5V且保持不變，通過實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的電流隨電壓變化的曲線圖如圖乙所示．

求：
（1）小燈泡的額定功率；
（2）為保證小燈泡的正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻大小；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.15A時．滑動變阻器在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析：（1）額定電壓下燈泡正常發(fā)光，由圖乙得出對應(yīng)的電流，利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出小燈泡的正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻；
（3）根據(jù)圖象得出通過燈泡的電流為0.15A時兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，利用Q=I²Rt=UIt求出滑動變阻器在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V，由圖乙可知小燈泡的額定電流為I_L=0.2A，
小燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴由歐姆定律可得，滑動變阻器連入電路的電阻：
R=

UR

IR

=

UR

IL

=

2V

0.2A

=10Ω；
（3）由圖乙可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.15A時，小燈泡兩端的電壓為1.5V，
則滑動變阻器兩端的電壓為：
U_R′=U-U_L′=4.5V-1.5V=3V，
滑動變阻器在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q_R′=I²R_R′t=U_R′It=3V×0.15A×60s=27J．
答：（1）小燈泡的額定功率為0.5W；
（2）為保證小燈泡的正常發(fā)光，此時滑動變阻器連入電路的電阻為10Ω；
（3）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.15A時，滑動變阻器在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為27J．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出電流與電壓的對應(yīng)值．