Question

16．一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣、功率未知的燈泡，測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示，利用這條圖線計(jì)算：
（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P為多少？
（2）若一定值電阻R₀與該燈泡串聯(lián)，接在E=20V，r=1Ω的電源上，燈泡恰能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻R₀此時(shí)消耗的電功率為多少？
（3）假設(shè)燈絲電阻R與溫度t滿足 R=K（273+t）的關(guān)系，其中K為比例系數(shù)，室溫為t₀=20℃，則燈泡在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為多少？

Answer 1

分析 （1）由燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線，讀出電壓是12V時(shí)的電流，再求解燈泡的電功率．
（2）根據(jù)歐姆定律求出串聯(lián)電阻的阻值．
（3）由圖求出室溫時(shí)燈絲的電阻，根據(jù)燈絲電阻與其絕對溫度成正比的關(guān)系，求出在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度．

解答 解：（1）在正常發(fā)光情況下，燈絲的電壓U=12V，由圖讀出此時(shí)的電阻為R=6Ω，則燈泡的電功率為：P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{1{2}^{2}}{6}W=24W$
（2）燈泡能正常發(fā)光時(shí)，電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12}{6}$=2A，串聯(lián)電阻的電壓U為：′=20V-12V=8V，
則串聯(lián)電阻消耗的功率為：P=UI=8×2=16W；
（3）由圖讀出，室溫時(shí)燈絲電阻為1Ω，正常發(fā)光時(shí)電阻為6Ω，根據(jù)燈絲電阻與其絕對溫度成正比，室溫為：t₁=273+20=293K，
則根據(jù)比例關(guān)系可知：$\frac{1}{6}$=$\frac{273+20}{273+{t}_{2}}$
解得：t₂=1485℃；
故在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為1485℃；
答：（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P為24W；
（2）若一定值電阻R₀與該燈泡串聯(lián)，接在E=20V，r=1Ω的電源上，燈泡恰能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻R₀此時(shí)消耗的電功率為16W；
（3）假設(shè)燈絲電阻R與溫度t滿足 R=K（273+t）的關(guān)系，其中K為比例系數(shù)，室溫為t₀=20℃，則燈泡在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為1485℃．

點(diǎn)評 本題考查基本的讀圖能力．燈泡在額定電壓下工作才能正常發(fā)光．要注意明確伏安特性曲線的性質(zhì)，能通過圖象明確對應(yīng)的電壓和電流．