Question

如图电路甲，电源电压保持3V不变，小灯泡上标有“2.5V”字样，它的电流随电压变化的曲线如图乙所示．
求：（1）小灯泡正常发光时电阻；
（2）电流表的示数为0.15A时，小灯泡的电功率；
（3）小灯泡正常工作时，滑动变阻器连入电路中的阻值多大？整个电路10s内消耗的电能是多少？

Answer

（1）已知额定电压，从乙图中可找出对应的额定电流，利用R=计算电阻；
（2）从乙图中找出电流为0.15A对应的电压值，利用P=UI计算此时的电功率；
（3）滑动变阻器与灯泡串联，根据串联电路具有分压作用可知滑动变阻器两端电压，又知串联电路电流处处相等，利用R=计算滑动变阻器接入电路的阻值；已知电压、电流和时间，利用W=UIt计算消耗的电能．
【解析】
（1）小灯泡的额定电压UL=2.5V，从乙图中知，IL=0.2A，
小灯泡的电阻为：RL===12.5Ω；
（2）I′=0.15A，从乙图中知，U′=1.5V，
小灯泡的电功率：P′=U′I′=1.5V×0.15A=0.225W；
（3）小灯泡正常发光，即UL=2.5V，故UR=U-UL=3V-2.5V=0.5V，IR=IL=0.2A，
滑动变阻器连入电路中的阻值为：R===2.5Ω；
整个电路10s内消耗的电能是W=UIt=3V×0.2A×10s=6J．
答：（1）小灯泡正常发光时电阻12.5Ω；
（2）电流表的示数为0.15A时，小灯泡的电功率0.225W；
（3）小灯泡正常工作时，滑动变阻器连入电路中的阻值是2.5Ω，整个电路10s内消耗的电能是6J．