Question

20．有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示．电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V．则灯泡L的额定功率为9.6W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为15Ω，10分钟电路消耗的电能为5400J．

Answer 1

分析 （1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据图象读出12V对应的电流，利用P=UI求出额定功率；
（2）根据图象读出灯泡的实际功率为3.6W时电路中的电流和灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻．
（3）知道电源电压、电路中的电流和通电时间，利用W=UIt求10分钟电路消耗的电能．

解答 解：（1）由I-U图象知，电压U_额=12V所对应的电流I_额=0.8A，
灯泡L的额定功率P_额=U_额I_额=12V×0.8A=9.6W；
（2）由I-U图象可知，灯两端的电压为U_L=6V，通过的电流为I_L=0.6A，
此时灯泡的功率为P=U_LI_L=6V×0.6A=3.6W；
由于灯与变阻器串联，各处电流相等，通过变阻器的电流为0.6A．
变阻器两端的电压U_阻=U-U_灯=15V-6V=9V，
由I=$\frac{U}{R}$，可得，
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω．
（3）10分钟电路消耗的电能：
W=UIt=15V×0.6A×10×60s=5400J．
故答案为：9.6；15；5400．

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，关键是根据图象读出灯泡的实际功率为3.6W时两端的电压和通过的电流．