Question

8．用一个额定电压为12V的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示．求：
（1）在正常发光时，灯泡的电功率为多大？
（2）合上开关后，需要0.5s灯泡才能达到正常亮度，说明灯泡未达到正常亮度时电流比正常发光时的要大，计算灯泡电流的最大值．
（3）将灯泡与一电动机串联后接到20V电压上，电动机内阻为0.8Ω，灯泡恰好正常发光，电动机输出功率为多少？

Answer 1

分析 （1）由图读出电压为12V时电阻，求出在正常发光时，灯泡的电功率．
（2）金属的电阻率随温度升高而增大．灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定时，电流比正常发光时的电流大．由图读出最小的电阻值，再求出电流的最大值．
（3）由串并联电路规律及功率公式可求得电动机的输出功率．

解答 解：（1）正常发光时U=12V，由图读出R=8Ω
则P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=18W
（2）灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定，由I=$\frac{U}{R}$得，电流大．刚合上开关的瞬间，电阻的最小值R_min=1Ω，电流的最大值I_max=$\frac{U}{{R}_{min}}$=12A．
（3）灯泡正常发光时，流过灯泡的电流I=$\frac{U}{R}=1.5A$
电动机两端的电压U=U_总-U_L=20-12=8V；
UI=I²r+P_出
解得：P_出=10.2W；
答：（1）在正常发光时，灯泡的电功率为18W；
（2）灯泡未达到正常亮度时，灯丝温度低，电阻小，电压一定，电流大．电流的最大值为12A．
（3）输出功率为10.2W．

点评 本题考查基本的读图能力．对于金属电阻与温度的关系要记牢，与半导体的区别要抓住．