Question

18．如圖甲所示，電源電壓為4.5V且保持不變，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣．通過小燈泡電流與它兩端的電壓的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）當(dāng)小燈泡兩端的電壓為2V時(shí)，燈絲的電阻（保留一位小數(shù)）？
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，整個(gè)電路的總功率是多少？
（3）當(dāng)實(shí)驗(yàn)得到U=3V，1=0.31A的數(shù)據(jù)后，為進(jìn)一步研究小燈泡在更高電壓時(shí)的電流情況，小華要把變阻器的電阻變�。�結(jié)果滑片剛開始滑動(dòng)，小燈泡就不亮了．請(qǐng)分析原因燈泡承受不了過高的電壓而燒壞（或滑片與電阻絲接觸不良，電路斷路）：
（4）小華在老師的指導(dǎo)下，用另一規(guī)格一樣的小燈泡與家用照明燈泡L′串聯(lián)，接在220V的家庭電路中，神奇地發(fā)現(xiàn)小燈泡也能正常發(fā)光，求此時(shí)照明燈泡L′消耗的實(shí)際電功率．

Answer 1

分析 （1）由乙圖可知當(dāng)電壓為2V時(shí)通過小燈泡的電流，則由歐姆定律可求得燈絲的電阻；
（2）由圖R與L串聯(lián)，由圖象讀出燈泡正常發(fā)光的電流，根據(jù)P=UI求出電路消耗的總電功率；
（3）小燈泡的額定電壓為2.5V，而此時(shí)電壓為3V，早超過過燈泡的額定電壓；變阻器的電阻變小，燈泡分得的電壓變大，所以可能是燈泡承受不了過高的電壓而燒壞；或者滑片與電阻絲接觸不良，發(fā)生斷路現(xiàn)象；
（4）小燈泡正常工作時(shí)的電壓為2.5V，當(dāng)與照明燈泡串聯(lián)，求出燈泡L的電壓，根據(jù)P=UI求出照明燈泡L′消耗的實(shí)際電功率．

解答 解：（1）由圖可知：當(dāng)小燈泡兩端電壓為2V時(shí)，電流為0.28A，
由歐姆定律可得，燈絲的電阻：
R=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.28A}$≈7.1Ω；
（2）由圖甲知，R與L串聯(lián)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，U=2.5V，I_L=0.30A，
整個(gè)電路的總功率：
P=UI=4.5V×0.3A=1.35W；
（3）小燈泡兩端的電壓為3V時(shí)，早已超過燈泡的額定電壓；
當(dāng)變阻器的電阻再變小時(shí)，燈泡分得的電壓越大，燈泡承受不了過高的電壓，可能要燒壞；
或也有可能剛開始滑動(dòng)變阻器時(shí)接觸不良，發(fā)生斷路現(xiàn)象；
（4）小燈泡也能正常發(fā)光時(shí)的電壓U_L=2.5V，
燈泡L的電壓：
U′=U-U_R=220V-2.5V=217.5V
此時(shí)照明燈泡L′消耗的實(shí)際電功率：
P′=U′I=217.5V×0.3A=65.25W
答：（1）燈絲的電阻約為7.1Ω；
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，整個(gè)電路的總功率為1.35W；
（3）燈泡承受不了過高的電壓而燒壞（或滑片與電阻絲接觸不良，電路斷路）；
（4）照明燈泡L′消耗的實(shí)際電功率為65.25W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆定律的應(yīng)用和電功的計(jì)算，解決本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象找出電壓、電流與電阻之間的具體關(guān)系．