Question

20．如圖是小明制作的一只模擬調(diào)光燈．電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V．閉合開關(guān)，回形針在鉛筆芯最右端時，燈泡兩端的電壓為0.6V，流過燈泡的電流為0.1A；向左慢慢移動回形針使小燈泡正常發(fā)光，此時鉛筆芯的功率是0.15W，求：
（1）回形針在最右端時小燈泡的功率？
（2）小燈泡正常發(fā)光時，鉛筆芯5min內(nèi)消耗的電能？
（3）小燈泡正常發(fā)光時的電功率？

Answer 1

分析 （1）知道回形針在鉛筆芯最右端時，燈泡兩端的電壓和流過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的功率；
（2）知道小燈泡正常發(fā)光時鉛筆芯的功率，根據(jù)W=Pt求出鉛筆芯5min內(nèi)消耗的電能；
（3）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點求出鉛筆芯兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，再根據(jù)P=UI求出燈泡的電功率．

解答 解：
（1）回形針在鉛筆芯最右端時，燈泡兩端的電壓U_L=0.6V，流過燈泡的電流I_L=0.1A，
則小燈泡的功率：P_L=U_LI_L=0.6V×0.1A=0.06W；
（2）小燈泡正常發(fā)光時，鉛筆芯的功率P_鉛=0.15W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，鉛筆芯5min內(nèi)消耗的電能：
W=P_鉛t=0.15W×5×60s=45J；
（3）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L額=2.5V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，此時鉛筆芯兩端的電壓：U_鉛=U-U_L額=3V-2.5V=0.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{鉛}}{{U}_{鉛}}$=$\frac{0.15W}{0.5V}$=0.3A；
則燈泡正常發(fā)光時的電功率：
P_L額=U_L額I=2.5V×0.3A=0.75W．
答：（1）回形針在最右端時小燈泡的功率為0.06W；
（2）小燈泡正常發(fā)光時，鉛筆芯5min內(nèi)消耗的電能為45J；
（3）小燈泡正常發(fā)光時的電功率為0.75W．

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，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．