Question

20．用一個(gè)額定電壓為12V的燈泡做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得燈絲電阻隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系圖線如圖所示，求：
（1）在正常發(fā)光下，燈泡的電功率為多大？
（2）將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20V電壓上，要使燈泡能正常發(fā)光，串聯(lián)的電阻為多大？
（3）當(dāng)合上開(kāi)關(guān)后，需要0.2s燈泡才能達(dá)到正常亮度，為什么這時(shí)電流比剛接通時(shí)��？計(jì)算電流的最大值（圖中U=0時(shí)R=1Ω）．

Answer 1

分析 （1）由圖讀出電壓為12V時(shí)電阻，求出在正常發(fā)光時(shí)，燈泡的電功率；
（2）由圖讀出電壓為0時(shí)的電阻，即室溫下的電阻；根據(jù)燈絲電阻與絕對(duì)溫度成正比列式求解正常發(fā)光條件下燈絲的溫度；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流和電壓關(guān)系求出正常發(fā)光時(shí)流過(guò)燈泡的電流和兩端的電壓，由歐姆定律求出串聯(lián)的電阻．
（4）從溫度對(duì)電阻的影響分析答題，由歐姆定律求出最大電流．

解答 解：（1）由題圖知，正常發(fā)光時(shí)R=8Ω，故電功率為：
P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{1{2}^{2}}{8}$=18 W
（2）電阻的電壓為：U′=20-12=8V
電阻的電流為：I′=$\frac{U}{R}$=$\frac{12}{8}$=1.5A
串聯(lián)電路電阻為：R_x=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{8}{1.5}$=5.33Ω；
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，燈絲溫度升高，電阻增大，電壓不變，因此電流減��；
由圖示可知，最小電阻為1歐姆．最大電流：I=$\frac{U}{{R}_{最小}}$=$\frac{12}{1}$=12A；
答：（1）在正常發(fā)光條件下，燈泡的電功率為18W；
（2）串聯(lián)的電阻為5.33Ω．
（3）燈絲電阻變大，電流減小，最大電流為12A．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是從圖象得到不同溫度的電阻，然后結(jié)合歐姆定律和電功率公式列式求解，不難．