小明家的手电筒中两节干电池已经用了较长时间,小灯泡只能发出微弱的光,他把两节干电池取出,用电压表直接接在两节干电池的两端,电压表示数接近3V,哪为什么不亮呢?他查阅资

发布时间:2020-08-12 12:30:53

小明家的手电筒中两节干电池已经用了较长时间,小灯泡只能发出微弱的光,他把两节干电池取出,用电压表直接接在两节干电池的两端,电压表示数接近3V,哪为什么不亮呢?他查阅资料后发现电池内部也是有电阻的,同时还用实验得到了小灯泡灯丝电阻的U-I图线(如图所示)
(1)如果他将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路,如图所示,其中甲电路的电源为一节干电池,乙电路的电源为三节干电池,每节干电池的电压为1.5V,内电阻为1.5Ω,定值电阻R=18Ω,则接入______(填“甲”或“乙”)电路时,小灯泡较亮些.
(2)在电路乙中,小灯泡消耗的电功率为______W.

网友回答

解:(1)甲电路中,因电源电压为1.5V,如这个电压全加在灯泡上,则由灯泡灯丝电阻的U-I图线可知灯泡的电流值0.25A,此时的灯泡阻值为:RL===6Ω,而实际上,由于电池由内阻,相当于一个1.5Ω的电阻与灯泡串联,则灯泡两端的电压小于1.5V,由U-I图线可知,灯泡的电阻值会小于6Ω,所以甲电路中的电流I甲>==0.2A;
乙电路中,因电源电压为4.5V,如这个电压全加在定值电阻和电池的内阻上,则电路中的电流I2===0.2A;而实际上,由于电池的内阻、定值电阻和灯泡是串联,电路中的总电阻值会变大,则乙电路中的实际电流I乙会小于I2;
由此分析可知,甲电路上灯泡中的电流会比乙电路上灯泡中的电流大,所以小灯泡较亮些.
(2)在电路乙中,实际上电池的内阻、定值电阻和灯泡是串联,由U-I图线可知,灯泡的电流为0.2A时,灯泡两端的电压会大于1V,此时灯泡的电阻值一定小于6Ω,与电池的内阻与定值电阻的阻值之和相比较,根据串联电路的分压特点可知,灯泡两端的电压一定小于0.5V,由U-I图线可知,灯泡的电阻值约为5Ω,
则灯泡的功率PL=I2RL=()2RL=()2×5Ω=0.134W.
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