Question

（2013?江陰市模擬）如圖甲所示電路中，電源電壓恒定，R為電阻箱，小燈泡兩端的電壓隨電流變化的關系如圖乙所示．將電阻箱的阻值調為R₁=5Ω時，小燈泡恰能正常發光，電壓表示數U₁=2V．求：

（1）小燈泡的額定功率P₀；
（2）電源電壓U；
（3）若將電阻箱的阻值調為R₂時，小燈泡消耗的實際功率為P_L=0.1W，求R₂的值．

Answer 1

分析：由電路圖可知，電阻箱與燈泡串聯，電壓表測電阻箱兩端的電壓．
（1）燈泡正常發光時的電流和額定電流相等，根據歐姆定律和串聯電路的電流特點求出電路中的電流，由圖象讀出燈泡的額定電壓，利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）根據圖象讀出小燈泡消耗的實際功率為P_L=0.1W時兩端的電壓和電路中的電流，利用串聯電路的電壓特點求出R₂兩端的電壓，利用歐姆定律求出R₂的值．

解答：解：（1）∵串聯電路中各處的電流相等，
∴根據歐姆定律可得，電路中的電流：
I=

UR

R

=

2V

5Ω

=0.4A，
由圖象可知，燈泡兩端的電壓U_L=2.5V，
∵燈泡正常發光，
∴燈泡的額定功率：
P₀=U_LI=2.5V×0.4A=1W；
（2）∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓：
U=U_R+U_L=2V+2.5V=4.5V；
（3）由圖象可知，當電路中的電流I′=0.2A，U_L′=0.5V時，小燈泡消耗的實際功率為P_L=0.1W，
此時R₂兩端的電壓：
U₂=U-U_L′=4.5V-0.5V=4V，
則R₂=

U2

I′

=

4V

0.2A

=20Ω．
答：（1）小燈泡的額定功率為1W；
（2）電源電壓為4.5V；
（3）若將電阻箱的阻值調為20Ω 時，小燈泡消耗的實際功率為P_L=0.1W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據圖象得出小燈泡消耗的實際功率為P_L=0.1W時兩端的電壓和電路中的電流．