Question

20．电阻R和灯泡L的电流与其电压的关系如图甲所示，灯泡L上标有“6V 3W”字样，把它们串联在电路中，如图乙所示，闭合开关S，这时电流表示数为0.4A．求：

（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）电源电压；
（3）电流为0.4A时，灯L的实际功率．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出正常发光时的电阻；
（2）图乙中灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中的电流，根据图甲读出灯泡两端的电压和R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）根据P=UI求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压U_L=6V，功率P_L=3W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）图乙中灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中电路中的电流，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过灯泡L和R的电流均为0.4A，
由图甲可知，U_L′=4V，U_R=10V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U_R+U_L′=10V+4V=14V；
（3）灯泡的实际功率：
P_L′=U_L′I=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）灯L正常发光时的电阻为12Ω；
（2）电源电压为14V；
（3）电流为0.4A时，灯L的实际功率为1.6W．

点评 本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活应用，关键是根据图象读出电流和电压的对应值，要注意灯泡的电阻是变化的．