Question

18．如圖甲所示，額定電壓為20V的燈泡L₁與滑動變阻器R（R的最大值為75Ω）串聯(lián)接入電路，電源電壓為24V，燈泡L₁的I-U圖象如圖乙所示．
（1）當燈泡正常發(fā)光時，求通過燈泡的電流和燈泡所消耗的電功率；
（2）當燈泡正常發(fā)光時，求滑動變阻器接入電路的阻值．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖乙讀出對應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的電功率；
（2）燈泡正常發(fā)光時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓U₁=20V，由圖乙可知通過燈泡的電流I₁=0.4A，
燈泡所消耗的電功率P₁=U₁I₁=20V×0.4A=8W；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，變阻器兩端的電壓U_R=U-U₁=24V-20V=4V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，變阻器接入電路的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{1}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω．
答：（1）當燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流為0.4A，燈泡所消耗的電功率為8W；
（2）當燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值為10Ω．

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，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．