Question

15．額定電壓為2.5V的小燈泡連入如圖甲所示的電路中，電源
電壓保持不變，滑動變阻器R₀的最大電阻為10Ω．閉合開關(guān)S，滑片從b端向a端滑動，直到小燈泡正常發(fā)光，得到如圖乙所示的I-U圖象．求：
（1）小燈泡的額定功率．
（2）滑片在b端時(shí)小燈泡的電阻．
（3）電源電壓．
（4）從圖象中你還發(fā)現(xiàn)有什么新的發(fā)現(xiàn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙所示數(shù)據(jù)可查：當(dāng)小燈泡在額定電壓2.5V時(shí)，電流為0.3A，然后根據(jù)公式P=UI計(jì)算燈泡額定功率；
（2）由圖乙可知：當(dāng)滑片在R₀的b端時(shí)，燈泡電壓為1V，此時(shí)電流為0.2A，然后利用公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻；
（3）在第二問的基礎(chǔ)上可知：電路電流為0.2A，電路總電阻為燈泡電阻和滑阻相加的和，然后利用公式U=IR計(jì)算出電源電壓；
（4）由圖象知，隨電壓的增大，電壓與電流的比值即燈絲電阻變大，這是因?yàn)殡S燈絲電壓增大，燈泡的功率增大，溫度升高，燈絲電阻增大．

解答 解：
（1）由圖象知：I_額=0.3A，P_額=U_額I_額=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）由圖乙可知：當(dāng)滑片在R₀的b端時(shí)，R₀=10Ω，U_L=1V，I_L=0.2A；
 R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{1V}{0.2A}$=5Ω．
（3）由于電路串聯(lián)：I′=I_L=0.2A，
U=I′R_總=I′（R₀+R_L）=0.2A×（10Ω+5Ω）=3V．
（4）燈泡的電流與電壓不成正比，其原因是燈絲的阻值隨溫度升高而增大．
答：
（1）小燈泡的額定功率0.75W．
（2）滑片在b端時(shí)小燈泡的電阻5Ω．
（3）電源電壓3V．
（4）燈絲的阻值隨溫度升高而增大．

點(diǎn)評 本題綜合性較強(qiáng)，考查的內(nèi)容較多．難點(diǎn)在于能從圖中讀出信息，然后會用歐姆定律計(jì)算，會用電功率公式計(jì)算，并會分析電阻阻值與溫度的關(guān)系．