Question

【題目】小林在做測量小燈泡功率的實驗時，連接了如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，小燈泡額定電壓為2．5V，閉合開關后，將滑動變阻器滑片P從最右端開始向左滑動到某一位置的過程中，電流表示數與電壓表示數的變化曲線如圖乙所示。求：

（1）小燈泡正常發光時的電阻；

（2）當電壓表示數為1V時，小燈泡在1min中內消耗的電能；

（3）燈泡正常發光時，滑動變阻器連入電路的阻值時最大阻值的五分之一。求電源電壓？

Answer 1

【答案】（1）10Ω；（2）12J；（3）3．5V

【解析】試題分析：（1）燈泡正常發光時的電壓UL=2．5V，由圖乙可知通過燈泡的電流IL=0．25A，

由I=U/R可得，正常發光時的電阻：RL=UL/IL=2．5V/0．25A=10Ω；

（2）當電壓表示數為1V時，由圖乙可知通過的電流IL′=0．2A，

小燈泡在1min中內消耗的電能：W=UL′IL′t=1V×0．2A×60s=12J；

（3）當滑動變阻器的滑片位于P最右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，

由圖乙可知，電路中的最小電流I小=0．15A，電壓表的示數UL″=0．5V，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U=I小R+UL″=0．15A×R+0．5V，

燈泡正常發光時，電源的電壓：U=IL×1/5R+UL=0．25A×1/5R+2．5V，

因電源的電壓不變，所以，0．15A×R+0．5V=0．25A×1/5R+2．5V，解得：R=20Ω，

電源的電壓U=I小R+UL″=0．15A×20Ω+0．5V=3．5V。