Question

12．有一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈，其電路如圖甲所示．電源電壓為36Ⅴ，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(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻是60Ω；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電路電流為0.3A時(shí)，滑動(dòng)變阻器R連人電路的阻值是40Ω；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使其阻值為150Ω時(shí)，燈泡消耗的實(shí)際功率是1.2W．

Answer 1

分析 （1）額定電壓下燈泡正常工作，根據(jù)圖象讀出對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)燈絲的電阻；
（2）根據(jù)圖象中得出燈泡通過的電流為0.3A時(shí)燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R連人電路的阻值；
（3）根據(jù)燈泡的阻值變化特點(diǎn)判斷出電路中的實(shí)際電流，然后利用P=UI即可求出實(shí)際功率．

解答 解：（1）燈泡正常工作時(shí)的電壓U_L=24V，由圖可知通過燈泡的電流I_L=0.4A，根據(jù)歐姆定律可得：
燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{24V}{0.4A}$=60Ω；
（2）由圖象可知，當(dāng)I′=0.3A時(shí)，燈泡兩端的電壓U_L′=12V，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑′=U-U_L′=24V-12V=12V，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得：
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I′}$=$\frac{12V}{0.3A}$=40Ω．
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器R連人電路的阻值為150Ω時(shí)，若燈泡的電阻不變，則電路中的電流應(yīng)為：
I=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{24V}{60Ω+150Ω}$=0.114A，
由圖象可知：通過燈泡的電流越小時(shí)燈泡電阻越小，所以通過燈泡的實(shí)際電流大于0.114A；
若通過燈泡的實(shí)際電流為0.2A時(shí)，燈泡兩端的電壓為6V，此時(shí)變阻器兩端的電壓為U_R=IR=0.2A×150Ω=30V；
總電壓為U_總=U_L″+U_R=6V+30V=36V，與電源電壓相等；
所以，滑動(dòng)變阻器R連人電路的阻值為150Ω時(shí)，電路中的電流實(shí)際為0.2A；
則P_L實(shí)=U_L″I=6V×0.2A=1.2W．
故答案為：60；40；1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象得出不同電壓下通過燈泡的電流．