Question

10．一只標有“6V 3.6W”的小燈泡和一個定值電阻“10Ω 0.5A”，通過它們的電流隨兩端 電壓的變化關系如圖所示，小燈泡正常發光時電阻為10Ω，若把它們并聯接入 3V 的電路中，則電路的總功率為2.4W．若把它們串聯在一個電路中，小燈泡的最大功率為1.5W．

Answer 1

分析 （1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算燈泡正常發光時的電阻；
（2）由I-U圖象找出電壓U=3V對應的電流，由并聯電路特點及電功率公式P=UI可以求出電路總功率．
（3）由燈泡銘牌可知燈泡額定電壓是6V，額定功率是3.6W，由電功率的變形公式求出燈泡正常發光時的電流，然后確定燈泡與電阻串聯時電路的最大電流，然后由I-U圖象找出此時燈泡兩端的電壓，最后由電功率公式P=UI求出燈泡最大功率．

解答 解：
（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）定值電阻的電流與其兩端電壓成正比，所以圖象中直線是定值電阻的I-U圖象，曲線是燈泡的I-U圖象．
由I-U圖象可知，U=3V時，通過燈泡的電流I_L=0.5A，通過電阻的電流I_R=0.3A，
由并聯電路電流特點知，電路總電流：I=I_L+I_R=0.5A+0.3A=0.8A，
由P=UI可得電路總功率：P=UI=3V×0.8A=2.4W；
（2）由P=UI可得燈泡正常發光時的電流：
I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A，
由題知，定值電阻允許通過的最大電流是0.5A，
當燈泡與電阻串聯時，電路的最大電流應等于電阻允許通過的最大電流I′=0.5A，由I-U圖象可知，
此時燈泡兩端電壓U_L′=3V，
燈泡與電阻串聯時的最大功率：
P_L=U_L′I′=3V×0.5A=1.5W；
故答案為：10；2.4；1.5．

點評 本題考查了串聯和并聯電路的特點和電功率公式的靈活應用．由I-U圖象找出電壓所對應的電流是解題的關鍵．