Question

【題目】如圖甲，是額定電壓為5V的小燈泡通過它的電流與加在它兩端電壓變化關系曲線。（導線電阻不計）

（1）若把三盞這樣的小燈泡用串聯到電壓為18V的電源中，小燈泡剛好都能正常發光，請指出小燈泡正常發光的原因，并求出小燈泡的額定功率。

（2）如圖乙，將兩盞這樣的小燈泡并聯后再與13.75Ω的定值電阻串聯到該電源上，請寫出加在每盞小燈泡兩端的電壓U和通過燈泡的電流I的關系式，求出通過各小燈泡的電流及此時各燈泡的電功率。

Answer 1

【答案】（1）小燈泡正常發光的原因是電源內部存在電阻；3W（2）37.5I＝18﹣U；0.4A；1.2W

【解析】

（1）．①小燈泡正常發光時的電壓為5V，

∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

∴三燈泡兩端的電壓之和為15V，

∵導線電阻忽略不計，

∴電源輸出電壓為15V，而電源本身的電壓為18V，

則電源內部存在電阻，且電阻消耗了3V的電壓；

②由甲圖可知，燈泡正常發光時通過的電流I額＝0.6A，

則小燈泡的額定功率：

P額＝U額I額＝5V×0.6A＝3W；

（2）．電源的內阻：

r＝＝5Ω，

由乙電路圖可知，兩燈泡并聯后與R0串聯，

∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

∴電路中的總電流為2I，

由閉合電路的歐姆定律可得：

2I＝ ，

37.5I＝18﹣U，

由圖象可知，當U＝3V，I＝0.4A時符合，

∴每盞燈泡通過的電流I＝0.4A，

各燈泡的電功率P＝UI＝3V×0.4A＝1.2W。

答：（1）．小燈泡正常發光的原因是電源內部存在電阻，小燈泡的額定功率為3W；

（2）．加在每盞小燈泡兩端的電壓U和通過燈泡的電流I的關系式為37.5I＝18﹣U，通過各小燈泡的電流為0.4A，此時各燈泡的電功率為1.2W。