Question

一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示，将它连入如图乙所示电路中，滑动变阻器

一小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示，将它连入如图乙所示电路中，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”，电源电压为6V且保持不变．求：（1）小灯泡的额定功率；（2）为使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻．（3）当电流表的示数为0.15A时，电路1min内消耗的电能．（4）刚闭合开关时，电路的最小总功率．

Answer 1

（1）灯泡两端的电压为2.5V时的功率和额定功率相等，
由图象可知，此时通过灯泡的电流I_L=0.2A，
灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
∴小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=

UR

IR

=

UR

IL

=

3.5V

0.2A

=17.5Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，电路1min内消耗的电能：
W=UI′t=6V×0.15A×60s=54J；
（4）刚闭合开关时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
根据串联电路的特点和欧姆定律可得：
U=I_minR_滑+U_L′，即6V=I_min×50Ω+U_L′
由图象可知，I_min=0.1A时符合，
电路的最小电功率：
P_min=UI_min=6V×0.1A=0.6W．
答：（1）小灯泡的额定功率为0.5W；
（2）为使小灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的电阻为17.5Ω；
（3）当电流表的示数为0.15A时，电路lmin内消耗的电能为54J；
（4）刚闭合开关时，电路的最小总功率为0.6W．