Question

12．小剛同學設計了一個模擬調(diào)光燈的電路，如圖甲．電源電壓恒為3V，燈泡的額定電壓為2.5V，燈泡的I-U關系圖象如圖乙所示．滑動變阻器上標有“10Ω 1A”字樣．當燈泡正常發(fā)光時，求：

（1）燈絲的電阻是多少？
（2）滑動變阻器接入電路中的阻值應為多少？
（3）滑動變阻器消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知燈泡正常發(fā)光，且額定電壓為2.5V，從圖乙中讀出燈泡兩端電壓為2.5V時通過的電流，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出燈絲的電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電壓和電流的特點求出滑動變阻器兩端電壓和通過的電流，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出滑動變阻器的電阻；
（3）根據(jù)P=UI即可求出滑動變阻器消耗的功率．

解答 解：
（1）燈泡正常發(fā)光時，U_L=U_額=2.5V，由圖乙可知，此時的電流I_L=0.25A；
由歐姆定律可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
（2）由于串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，
所以滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_L=3V-2.5V=0.5V，
串聯(lián)電路中電流處處相等，則I=I_L=0.25A；
滑動變阻器接入電路中的阻值：
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{0.5V}{0.25A}$=2Ω；
（3）滑動變阻器消耗的電功率：P_滑=U_滑I=0.5V×0.25A=0.125W．
答：（1）燈絲的電阻是10Ω；
（2）滑動變阻器接入電路中的阻值應為2Ω；
（3）滑動變阻器消耗的電功率是0.125W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．