Question

3．一種亮度可以調(diào)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(guān)系如圖乙所示．當燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻為60Ω．調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使燈泡兩端的電壓是12V，則燈泡的實際功率為3.6W，滑動變阻器R連入電路的阻值是40Ω．

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(jù)圖象讀出通過燈泡的電流，利用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻；
（2）由電路圖可知，R與L串聯(lián)，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的電壓是12V時的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的實際功率，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器R連入電路的阻值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為24V，由圖乙可知通過燈泡的電流I_L=0.4A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時燈絲的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{24V}{0.4A}$=60Ω；
（2）由電路圖可知，R與L串聯(lián)，由圖象可知燈泡兩端的電壓是12V時，通過燈泡的電流I_L′=0.3A，
此時燈泡的實際功率：
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R連入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{滑}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}′}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω．
故答案為：60；3.6；40．

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(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出不同電壓下通過燈泡的電流，要注意燈泡的電阻是變化的．