Question

15．如圖甲所示是標有“2.5V”字樣的小燈泡L的電阻隨它兩端電壓變化的圖象．將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示的電路中，電源電壓為6V．
（1）當開關S斷開時，小燈泡的阻值為多少Ω？
（2）當開關S閉合時，小燈泡恰能正常發光，則電阻R在1min內消耗的電能是多少J？

Answer 1

分析 （1）當S斷開時，燈泡兩端的電壓為0，由圖甲可知電壓為0時的電阻；
（2）由電路圖可知，當開關S閉合時，L與R串聯；燈泡正常工作時的電壓和燈泡的額定電壓相等，由圖象可知此時燈泡的電阻，根據歐姆定律求出電路中的電流，根據串聯電路的電壓特點可求R兩端的電壓，根據W=UIt求出電阻R消耗的電能．

解答 解：
（1）當S斷開時，燈泡兩端的電壓為0，
由圖甲可知：當電壓為0時，燈泡的阻值為2Ω；
（2）由電路圖可知，當開關S閉合時，L與R串聯，
當燈泡正常工作時，U_L=2.5V，由圖象可知R_L=10Ω，
所以串聯電路的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
電阻R兩端的電壓為：U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
電阻R消耗的電能為：W_R=U_RIt=3.5V×0.25A×60=52.5J．
答：（1）當開關S斷開時，小燈泡的阻值為2Ω；
（2）當開關S閉合時，小燈泡恰能正常發光，則電阻R在1min內消耗的電能是52.5J．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功的計算，能從圖象中得出小燈泡正常發光時和電壓為0時電阻的阻值是解決本題的關鍵．