Question

20．有一種亮度可以調節的小臺燈，其電路圖如圖甲所示．電源電壓為15V，通過燈泡L的電流跟其兩端電壓的關系如圖乙所示，燈泡L的額定電壓為12V．則燈泡L的額定功率為9.6W；調節滑動變阻器R，使燈泡L的功率為3.6W，此時滑動變阻器R連入電路的阻值為15Ω，10分鐘電路消耗的電能為5400J．

Answer 1

分析 （1）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據圖象讀出12V對應的電流，利用P=UI求出額定功率；
（2）根據圖象讀出燈泡的實際功率為3.6W時電路中的電流和燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．
（3）知道電源電壓、電路中的電流和通電時間，利用W=UIt求10分鐘電路消耗的電能．

解答 解：（1）由I-U圖象知，電壓U_額=12V所對應的電流I_額=0.8A，
燈泡L的額定功率P_額=U_額I_額=12V×0.8A=9.6W；
（2）由I-U圖象可知，燈兩端的電壓為U_L=6V，通過的電流為I_L=0.6A，
此時燈泡的功率為P=U_LI_L=6V×0.6A=3.6W；
由于燈與變阻器串聯，各處電流相等，通過變阻器的電流為0.6A．
變阻器兩端的電壓U_阻=U-U_燈=15V-6V=9V，
由I=$\frac{U}{R}$，可得，
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{9V}{0.6A}$=15Ω．
（3）10分鐘電路消耗的電能：
W=UIt=15V×0.6A×10×60s=5400J．
故答案為：9.6；15；5400．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是根據圖象讀出燈泡的實際功率為3.6W時兩端的電壓和通過的電流．