Question

18．如图甲所示，额定电压为20V的灯泡L₁与滑动变阻器R（R的最大值为75Ω）串联接入电路，电源电压为24V，灯泡L₁的I-U图象如图乙所示．
（1）当灯泡正常发光时，求通过灯泡的电流和灯泡所消耗的电功率；
（2）当灯泡正常发光时，求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，根据图乙读出对应的电流，根据P=UI求出灯泡的电功率；
（2）灯泡正常发光时，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出变阻器接入电路的阻值．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U₁=20V，由图乙可知通过灯泡的电流I₁=0.4A，
灯泡所消耗的电功率P₁=U₁I₁=20V×0.4A=8W；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，变阻器两端的电压U_R=U-U₁=24V-20V=4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，变阻器接入电路的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω．
答：（1）当灯泡正常发光时，通过灯泡的电流为0.4A，灯泡所消耗的电功率为8W；
（2）当灯泡正常发光时，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，从图象中获取有用的信息是关键．