Question

5．實際的電源都有一定的電阻，例如干電池可以把他看成是由一個電壓為U，電阻為0理想電源與一個阻值為r串聯(lián)而成，圖甲所示，若把幾節(jié)干電池串聯(lián)成電池組總電壓和電阻如圖乙所示，現(xiàn)有這種干電池，每節(jié)干電池電壓U=1.5V，內(nèi)阻r=1Ω，用這樣的電池給正常工作電壓為8V電流為0.5A的小燈泡供電，不考慮溫度對燈絲的影響．
（1）求小燈泡正常工作時的電阻是多少？
（2）若用4節(jié)這樣的干電池給小燈泡供電，小燈泡的實際電流是多少？
（3）實際上電池使用過程中內(nèi)部的電阻在明顯增大，假如電源總電壓不變，請你說明為什么小燈泡會逐漸變暗？（不考慮溫度對燈泡燈絲的影響）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=UI即可求出燈泡正常工作時的電阻；
（2）先根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出電路的總電阻，然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再利用P=I²R求出燈泡的實際功率；
（3）先根據(jù)歐姆定律判斷電路中電流的變化，然后根據(jù)P=I²R判斷燈泡實際功率的變化，從而得出燈泡為什么變暗．

解答 解：
（1）由P=UI可得，燈泡正常工作的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω；
（2）用4節(jié)這樣的干電池給小燈泡供電時，電路中的總電阻：
R_總=4×1Ω+16Ω=20Ω；
由歐姆定律可得，此時電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{4×1.5V}{20Ω}$=0.3A；
小燈泡的實際功率：P=I²R_L=（0.3A）²×16Ω=1.44W；
（3）電池使用過程中內(nèi)部的電阻在明顯增大，則電路中的總電阻變大，而總電壓不變，由歐姆定律可知，電路中的電流變��；
由P=I²R可知，燈泡的實際功率變小，因此燈泡的會逐漸變暗．
答：（1）小燈泡正常工作時的電阻是16Ω；
（2）用4節(jié)這樣的干電池給小燈泡供電，小燈泡的實際功率是1.44W；
（3）燈泡的實際功率變小，因此燈泡的會逐漸變暗．

點評 本題考查串聯(lián)電路的特點、歐姆定律以及實際功率計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式的靈活應(yīng)用．