Question

16．一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图20甲所示，将它连入如图20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）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器消耗的电功率．

Answer 1

分析 （1）由图甲找到小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流，根据P=UI小灯泡的额定功率；
（2）根据串联电路电压的规律，求出小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压，根据串联电路电流规律和欧姆定律求滑动变阻器连入电路的电阻；
（3）由图甲找到小灯泡的电压为0.15A时灯两端电压，根据串联电路电流的规律，根据P=UI求变阻器的功率；

解答 解：（1）由图甲可知，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，小灯泡的额定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；                        
（2）根据串联电路电压的规律，小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：
U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
因为滑动变阻器与小灯泡串联，所以通过滑动变阻器的电流I_R=I_L=0.2A，
所以滑动变阻器连入电路的电阻为：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}=\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω； 
（3）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′=6V-1.5V=4.5V                                         
滑动变阻器的电功率为：
P′=U_R′I_R′=4.5V×0.15A=0.675W．．
故答案为：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（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为17.5Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器消耗的电功率为0.675W．

点评 本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，关键是从图中获取有效的信息，知道灯的电阻是变化的．