Question

【题目】如图甲，是额定电压为5V的小灯泡通过它的电流与加在它两端电压变化关系曲线。（导线电阻不计）

（1）若把三盏这样的小灯泡用串联到电压为18V的电源中，小灯泡刚好都能正常发光，请指出小灯泡正常发光的原因，并求出小灯泡的额定功率。

（2）如图乙，将两盏这样的小灯泡并联后再与13.75Ω的定值电阻串联到该电源上，请写出加在每盏小灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I的关系式，求出通过各小灯泡的电流及此时各灯泡的电功率。

Answer 1

【答案】（1）小灯泡正常发光的原因是电源内部存在电阻；3W（2）37.5I＝18﹣U；0.4A；1.2W

【解析】

（1）．①小灯泡正常发光时的电压为5V，

∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴三灯泡两端的电压之和为15V，

∵导线电阻忽略不计，

∴电源输出电压为15V，而电源本身的电压为18V，

则电源内部存在电阻，且电阻消耗了3V的电压；

②由甲图可知，灯泡正常发光时通过的电流I额＝0.6A，

则小灯泡的额定功率：

P额＝U额I额＝5V×0.6A＝3W；

（2）．电源的内阻：

r＝＝5Ω，

由乙电路图可知，两灯泡并联后与R0串联，

∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

∴电路中的总电流为2I，

由闭合电路的欧姆定律可得：

2I＝ ，

37.5I＝18﹣U，

由图象可知，当U＝3V，I＝0.4A时符合，

∴每盏灯泡通过的电流I＝0.4A，

各灯泡的电功率P＝UI＝3V×0.4A＝1.2W。

答：（1）．小灯泡正常发光的原因是电源内部存在电阻，小灯泡的额定功率为3W；

（2）．加在每盏小灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I的关系式为37.5I＝18﹣U，通过各小灯泡的电流为0.4A，此时各灯泡的电功率为1.2W。