Question

15．如图甲所示是标有“2.5V”字样的小灯泡L的电阻随它两端电压变化的图象．将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，电源电压为6V．
（1）当开关S断开时，小灯泡的阻值为多少Ω？
（2）当开关S闭合时，小灯泡恰能正常发光，则电阻R在1min内消耗的电能是多少J？

Answer 1

分析 （1）当S断开时，灯泡两端的电压为0，由图甲可知电压为0时的电阻；
（2）由电路图可知，当开关S闭合时，L与R串联；灯泡正常工作时的电压和灯泡的额定电压相等，由图象可知此时灯泡的电阻，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点可求R两端的电压，根据W=UIt求出电阻R消耗的电能．

解答 解：
（1）当S断开时，灯泡两端的电压为0，
由图甲可知：当电压为0时，灯泡的阻值为2Ω；
（2）由电路图可知，当开关S闭合时，L与R串联，
当灯泡正常工作时，U_L=2.5V，由图象可知R_L=10Ω，
所以串联电路的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
电阻R两端的电压为：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
电阻R消耗的电能为：W_R=U_RIt=3.5V×0.25A×60=52.5J．
答：（1）当开关S断开时，小灯泡的阻值为2Ω；
（2）当开关S闭合时，小灯泡恰能正常发光，则电阻R在1min内消耗的电能是52.5J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功的计算，能从图象中得出小灯泡正常发光时和电压为0时电阻的阻值是解决本题的关键．