Question

15．如图甲所示，额定电压为20V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入点路，电源电压为24V．灯泡L的I-U图象如图乙所示，当灯泡正常发光时，求：

（1）通过灯泡的电流；
（2）灯泡消耗的电功率；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，由图乙读出通过灯泡的电流；
（2）利用P=UI求出灯泡所消耗的电功率；
（3）根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=20V，由图乙可知此时通过灯泡的电流I_L=0.4A，
（2）灯泡所消耗的电功率：
P_L=U_LI_L=20V×0.4A=8W；
（3）灯泡L与滑动变阻器R串联；
串联电路中总电压等于各分电压之和，所以滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=24V-20V=4V，
由于串联电路中各处的电流相等，则I_R=I_L=0.4A
由I=$\frac{U}{R}$得：
滑动变阻器接入电路中的电阻R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω．
答：（1）通过灯泡的电流为0.4A；
（2）灯泡所消耗的电功率为8W；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等并能从图象中得出对应的电流．