Question

14．有一種亮度可以調節(jié)的小臺燈，其電路如圖甲所示．電源電壓為24Ⅴ，燈泡L的額定電壓為24Ⅴ，通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關系如圖乙所示．試求：
（1）當燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻多少？
（2）該燈泡的額定功率是多少？
（3）調節(jié)滑動變阻器R，使燈泡的實際功率為3.6W時，滑動變阻器R連入電路的阻值？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據圖象讀出通過的電流，根據歐姆定律求出此時燈絲的電阻；
（2）根據P=UI求出燈泡正常發(fā)光時的功率即為額定功率；
（3）由圖象可知燈泡實際功率為3.6W時的電壓和電流值，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=24V，由圖象可知通過的電流I_L=0.4A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時燈絲的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{24V}{0.4A}$=60Ω；
（2）該燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=24V×0.4A=9.6W；
（3）由圖象可知，當燈泡兩端的電壓U_L′=12V，通過的電流I_L′=0.3A，
燈泡的實際功率P_L′=U_L′I_L′=12V×0.3A=3.6W，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L′=24V-12V=12V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{滑}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}′}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω．
答：（1）當燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻為60Ω；
（2）該燈泡的額定功率是9.6W；
（3）調節(jié)滑動變阻器R，使燈泡的實際功率為3.6W時，滑動變阻器R連入電路的阻值為40Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據圖象讀出有用的信息，要注意燈絲的電阻是變化的．