Question

20．電阻R和燈泡L的電流與其電壓的關(guān)系如圖甲所示，燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，把它們串聯(lián)在電路中，如圖乙所示，閉合開關(guān)S，這時電流表示數(shù)為0.4A．求：

（1）燈L正常發(fā)光時的電阻；
（2）電源電壓；
（3）電流為0.4A時，燈L的實際功率．

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)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出正常發(fā)光時的電阻；
（2）圖乙中燈泡L與電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)圖甲讀出燈泡兩端的電壓和R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）根據(jù)P=UI求出燈泡的實際功率．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）圖乙中燈泡L與電阻R串聯(lián)，電流表測電路中電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，通過燈泡L和R的電流均為0.4A，
由圖甲可知，U_L′=4V，U_R=10V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_R+U_L′=10V+4V=14V；
（3）燈泡的實際功率：
P_L′=U_L′I=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）燈L正常發(fā)光時的電阻為12Ω；
（2）電源電壓為14V；
（3）電流為0.4A時，燈L的實際功率為1.6W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)圖象讀出電流和電壓的對應(yīng)值，要注意燈泡的電阻是變化的．