Question

16．一個標有“12V”字樣、功率未知的燈泡，測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關系圖線如圖所示，利用這條圖線計算：
（1）在正常發光情況下，燈泡的電功率P為多少？
（2）若一定值電阻R₀與該燈泡串聯，接在E=20V，r=1Ω的電源上，燈泡恰能正常發光，則串聯電阻R₀此時消耗的電功率為多少？
（3）假設燈絲電阻R與溫度t滿足 R=K（273+t）的關系，其中K為比例系數，室溫為t₀=20℃，則燈泡在正常發光情況下，燈絲的溫度為多少？

Answer 1

分析 （1）由燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關系圖線，讀出電壓是12V時的電流，再求解燈泡的電功率．
（2）根據歐姆定律求出串聯電阻的阻值．
（3）由圖求出室溫時燈絲的電阻，根據燈絲電阻與其絕對溫度成正比的關系，求出在正常發光情況下，燈絲的溫度．

解答 解：（1）在正常發光情況下，燈絲的電壓U=12V，由圖讀出此時的電阻為R=6Ω，則燈泡的電功率為：P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{1{2}^{2}}{6}W=24W$
（2）燈泡能正常發光時，電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12}{6}$=2A，串聯電阻的電壓U為：′=20V-12V=8V，
則串聯電阻消耗的功率為：P=UI=8×2=16W；
（3）由圖讀出，室溫時燈絲電阻為1Ω，正常發光時電阻為6Ω，根據燈絲電阻與其絕對溫度成正比，室溫為：t₁=273+20=293K，
則根據比例關系可知：$\frac{1}{6}$=$\frac{273+20}{273+{t}_{2}}$
解得：t₂=1485℃；
故在正常發光情況下，燈絲的溫度為1485℃；
答：（1）在正常發光情況下，燈泡的電功率P為24W；
（2）若一定值電阻R₀與該燈泡串聯，接在E=20V，r=1Ω的電源上，燈泡恰能正常發光，則串聯電阻R₀此時消耗的電功率為16W；
（3）假設燈絲電阻R與溫度t滿足 R=K（273+t）的關系，其中K為比例系數，室溫為t₀=20℃，則燈泡在正常發光情況下，燈絲的溫度為1485℃．

點評 本題考查基本的讀圖能力．燈泡在額定電壓下工作才能正常發光．要注意明確伏安特性曲線的性質，能通過圖象明確對應的電壓和電流．