Question

小明家的手電筒中兩節干電池已經用了較長時間，小燈泡只能發出微弱的光，他把兩節干電池取出，用電壓表直接接在兩節干電池的兩端，電壓表示數接近3V，哪為什么不亮呢？他查閱資料后發現電池內部也是有電阻的，同時還用實驗得到了小燈泡燈絲電阻的U-I圖線（如圖所示）
（1）如果他將該小燈泡分別接入甲、乙兩個不同電路，如圖所示，其中甲電路的電源為一節干電池，乙電路的電源為三節干電池，每節干電池的電壓為1.5V，內電阻為1.5Ω，定值電阻R=18Ω，則接入    （填“甲”或“乙”）電路時，小燈泡較亮些．
（2）在電路乙中，小燈泡消耗的電功率為    W．

Answer 1

【答案】分析：（1）比較“甲”或“乙”電路中燈泡的實際電流的可能值，即可知道燈泡的亮度．
（2）分析得出燈泡在乙電路圖中的電流大約值，確定燈泡阻值的大約值，然后根據歐姆定律和串聯電路的電阻特點計算出電路中的實際電流值，即可利用功率公式P=IR求出燈泡的功率．
解答：解：（1）甲電路中，因電源電壓為1.5V，如這個電壓全加在燈泡上，則由燈泡燈絲電阻的U-I圖線可知燈泡的電流值0.25A，此時的燈泡阻值為：R_L===6Ω，而實際上，由于電池由內阻，相當于一個1.5Ω的電阻與燈泡串聯，則燈泡兩端的電壓小于1.5V，由U-I圖線可知，燈泡的電阻值會小于6Ω，所以甲電路中的電流I_甲＞==0.2A；
乙電路中，因電源電壓為4.5V，如這個電壓全加在定值電阻和電池的內阻上，則電路中的電流I₂===0.2A；而實際上，由于電池的內阻、定值電阻和燈泡是串聯，電路中的總電阻值會變大，則乙電路中的實際電流I_乙會小于I₂；
由此分析可知，甲電路上燈泡中的電流會比乙電路上燈泡中的電流大，所以小燈泡較亮些．
（2）在電路乙中，實際上電池的內阻、定值電阻和燈泡是串聯，由U-I圖線可知，燈泡的電流為0.2A時，燈泡兩端的電壓會大于1V，此時燈泡的電阻值一定小于6Ω，與電池的內阻與定值電阻的阻值之和相比較，根據串聯電路的分壓特點可知，燈泡兩端的電壓一定小于0.5V，由U-I圖線可知，燈泡的電阻值約為5Ω，
則燈泡的功率P_L=I²R_L=（）²R_L=（）²×5Ω=0.134W．
故答案為：（1）甲；（2）0.134．
點評：本題考查歐姆定律的應用、串聯電路的特點和功率的計算，但必須知道：燈泡電阻值隨電流的增大會減�。�由此根據電路的電阻變化趨勢來判斷電路中電流的變化趨勢，從而根據電流的大小判斷同一個燈泡亮度的變化；對乙圖中燈泡的實際功率，學生必須先根據串聯電路的電壓特點和電阻值的大約值，判斷出燈泡兩端的電壓值的大體范圍，然后確定出燈泡的電阻值的實際值．根據這個電阻值即可求出燈泡的功率．