Question

6．如图甲所示，额定电压为20V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路，电源电压为30V．灯泡L的I-U图象如图乙所示，当灯泡正常发光时，求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）10min内灯泡消耗的电能；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压在图象中确定对应的额定电流，利用公式P=UI得到额定功率；
（2）已知灯泡额定功率和正常工作时间，利用公式W=Pt得到消耗的电能；
（3）已知电源电压和灯泡额定电压，可以得到滑动变阻器两端电压；已知滑动变阻器两端电压和通过的电流，利用R=$\frac{U}{I}$得到滑动变阻器接入电路电阻．

解答 解：
（1）由图象知，当灯泡正常发光时，额定电流为I_额=0.4A，
所以灯泡额定功率为P_额=U_额I_额=20V×0.4A=8W；
（2）因为P=$\frac{W}{t}$，
所以灯泡消耗的电能为W=Pt=8W×600s=4800J；
（3）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U_R=U-U_L=30V-20V=10V，
电路电流为I=I_额=0.4A，
所以滑动变阻器接入电路电阻为R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{10V}{0.4A}$=25Ω．
答：
（1）灯泡的额定功率是8W；
（2）10min内灯泡消耗的电能为4800J；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值为25Ω．

点评 此题考查的是我们对欧姆定律、电功率有关公式的掌握和应用，根据图象确定灯泡正常发光的电流，是解答此题的关键．