Question

5．一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示，将它连入如图乙所示电路中，电源电压为6V且保持不变．
求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）为保证小灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器在1min内消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）先从图甲中找出电压U=2.5V时对应的电流（额定电流），然后根据公式P=UI就可以算出小灯泡的额定功率；
（2）当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光，根据这一点我们可以先确定小灯泡的电压应为2.5V，然后根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律即可求出滑动变阻器连入电路的电阻大小；
（3）利用W=UIt即可求出滑动变阻器消耗的电能．

解答 解：（1）由图甲可知小灯泡的额定电流为I_L=0.2A，所以小灯泡的额定功率为：
P_额=U_额I_额=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）小灯泡正常发光时，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：
滑动变阻器两端的电压：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由于串联电路中各处的电流相等，则I_R=I_L=0.2A，
根据欧姆定律得滑动变阻器接入电路中的电阻R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω；
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器在1min内消耗的电能：W=U_RI_RLt=3.5V×0.2A×60S=42J．
答：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（2）保证小灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小为17.5Ω；
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器在1min内消耗的电能为42J．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功计算公式的灵活应用，关键是根据图象读出电流与电压的对应值．