Question

某初二實(shí)驗(yàn)小組在探究?jī)蓚�(gè)小燈泡的發(fā)光亮度與什么因素有關(guān)時(shí)（在它們的銘牌上只能看清都有“2.5V”的字樣），通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，作出了如圖所示的圖象．根據(jù)圖象，可知或可求得：
（1）甲燈的額定功率為

 

W；
（2）兩燈額定電功率的大小關(guān)系是P_甲

 

P_乙；（填“＞”、“=”或“＜”）；
（3）若把兩燈串聯(lián)后接入2V的電路中，此時(shí)甲、乙兩燈的電功率之比是

 

．
（4）若把兩燈并聯(lián)后接入電壓為2.5V的電源上，電路在2min內(nèi)所消耗的電能是

 

J．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象讀出甲兩端電壓為2V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，然后利用歐姆定律的變形公式分別求出甲電阻以及甲正常工作時(shí)通過的電流，最后利用P=UI求出甲的額定功率；
（2）根據(jù)圖象比較燈泡兩端電壓均為2.5V對(duì)應(yīng)的額定電流的大小，然后利用P=UI即可判斷額定功率的大小；
（3）根據(jù)圖象讀出乙兩端電壓為2V對(duì)應(yīng)的電流，然后利用歐姆定律的變形公式分別求出乙的電阻，再利用P=I²R得出甲乙燈泡的電功率之比；
（4）先利用歐姆定律求出乙燈泡的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)求出干路電流，然后利用W=UIt求出電路消耗的電能．

解答：解：
（1）根據(jù)圖示可知，當(dāng)乙燈泡兩端電壓為2V時(shí)，通過甲乙的電流分別為0.8AA，
則甲的電阻：R_甲=

U

I甲

=

2V

0.8A

=2.5Ω；
通過甲的額定電流：I_額=

U額

R甲

=

2.5V

2.5Ω

=1A；
故甲的額定功率：P=U_額I_額=2.5V×1A=2.5W；
（2）根據(jù)圖示可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過甲的電流大于通過乙的電流，由P=UI可知，甲燈的額定功率大于乙燈的額定功率；
（3）根據(jù)圖示可知，當(dāng)甲、乙燈泡兩端電壓為2V時(shí)，通過甲乙的電流分別為0.8A和0.4A，則甲的電阻：R_甲=

U

I甲

=

2V

0.8A

=2.5Ω；乙的電阻：R_乙=

U

I乙

=

2V

0.4A

=5Ω；
又因?yàn)榇��?lián)電路處處電流相等，由P=I²R可得，把兩燈串聯(lián)后接入2V的電路中，甲、乙兩燈的電功率之比為P_甲：P_乙=I²R_甲：I²R_乙=R_甲：R_乙=2.5Ω：5Ω=1：2；
（4）把兩燈并聯(lián)后接入電壓為2.5V的電源上，通過乙的電流：I_額=

U額

R乙

=

2.5V

5Ω

=0.5A，則干路電流為1A+0.5A=1.5A；
故電路在2min內(nèi)所消耗的電能：W=U′I_總t=2.5V×1.5A×120s=450J．
故答案為：（1）2.5；（2）＞；（3）1：2；（4）45O．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查歐姆定律、電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，以及讀圖能力，從圖象上讀出有用的信息時(shí)解答本題的關(guān)鍵所在．