试题

（2013·新民市一模）一只小灯泡的额定电压为2.5V，将它连入如图甲所示电路中，电源电压为4.5V且保持不变，通过实验得到小灯泡的电流随电压变化的曲线图如图乙所示．

求：
（1）小灯泡的额定功率；
（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻大小；
（3）当电流表的示数为0.15A时．滑动变阻器在1min内产生的热量．

解：（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由图乙可知小灯泡的额定电流为I_L=0.2A，
小灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻：
R=

UR

IR

=

UR

IL

=

2V

0.2A

=10Ω；
（3）由图乙可知，当电流表的示数为0.15A时，小灯泡两端的电压为1.5V，
则滑动变阻器两端的电压为：
U_R′=U-U_L′=4.5V-1.5V=3V，
滑动变阻器在1min内产生的热量：
Q_R′=I²R_R′t=U_R′It=3V×0.15A×60s=27J．
答：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内产生的热量为27J．
解：（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由图乙可知小灯泡的额定电流为I_L=0.2A，
小灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的电阻：
R=

UR

IR

=

UR

IL

=

2V

0.2A

=10Ω；
（3）由图乙可知，当电流表的示数为0.15A时，小灯泡两端的电压为1.5V，
则滑动变阻器两端的电压为：
U_R′=U-U_L′=4.5V-1.5V=3V，
滑动变阻器在1min内产生的热量：
Q_R′=I²R_R′t=U_R′It=3V×0.15A×60s=27J．
答：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（2）为保证小灯泡的正常发光，此时滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，滑动变阻器在1min内产生的热量为27J．