Question

一只小灯泡的额定电压为2.5V，将它连入如图甲所示电路中，电源电压为4.5V且保持不变，通过实验得到小灯泡的电流随电压变化的曲线图如图乙所示．

求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；

（3）当电流表的示数为0.15A时．滑动变阻器在1min内产生的热量．

Answer 1

解：（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由图乙可知小灯泡的额定电流为I_L=0.2A，

小灯泡的额定功率：

P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；

（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，

∴小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：

U_R=U﹣U_L=4.5V﹣2.5V=2V，

∵串联电路中各处的电流相等，

∴由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻：

R====10Ω；

（3）由图乙可知，当电流表的示数为0.15A时，小灯泡两端的电压为1.5V，

则滑动变阻器两端的电压为：

U_R′=U﹣U_L′=4.5V﹣1.5V=3V，

滑动变阻器在1min内产生的热量：

Q_R′=I²R_R′t=U_R′It=3V×0.15A×60s=27J．

答：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；

（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；

（3）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内产生的热量为27J．