Question

某初二实验小组在探究两个小灯泡的发光亮度与什么因素有关时（在它们的铭牌上只能看清都有“2.5V”的字样），通过对实验数据进行整理，作出了如图所示的图象．根据图象，可知或可求得：
（1）甲灯的额定功率为

 

W；
（2）两灯额定电功率的大小关系是P_甲

 

P_乙；（填“＞”、“=”或“＜”）；
（3）若把两灯串联后接入2V的电路中，此时甲、乙两灯的电功率之比是

 

．
（4）若把两灯并联后接入电压为2.5V的电源上，电路在2min内所消耗的电能是

 

J．

Answer 1

分析：（1）根据图象读出甲两端电压为2V时对应的电流，然后利用欧姆定律的变形公式分别求出甲电阻以及甲正常工作时通过的电流，最后利用P=UI求出甲的额定功率；
（2）根据图象比较灯泡两端电压均为2.5V对应的额定电流的大小，然后利用P=UI即可判断额定功率的大小；
（3）根据图象读出乙两端电压为2V对应的电流，然后利用欧姆定律的变形公式分别求出乙的电阻，再利用P=I²R得出甲乙灯泡的电功率之比；
（4）先利用欧姆定律求出乙灯泡的电流，再根据并联电路电流的特点求出干路电流，然后利用W=UIt求出电路消耗的电能．

解答：解：
（1）根据图示可知，当乙灯泡两端电压为2V时，通过甲乙的电流分别为0.8AA，
则甲的电阻：R_甲=

U

I甲

=

2V

0.8A

=2.5Ω；
通过甲的额定电流：I_额=

U额

R甲

=

2.5V

2.5Ω

=1A；
故甲的额定功率：P=U_额I_额=2.5V×1A=2.5W；
（2）根据图示可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过甲的电流大于通过乙的电流，由P=UI可知，甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率；
（3）根据图示可知，当甲、乙灯泡两端电压为2V时，通过甲乙的电流分别为0.8A和0.4A，则甲的电阻：R_甲=

U

I甲

=

2V

0.8A

=2.5Ω；乙的电阻：R_乙=

U

I乙

=

2V

0.4A

=5Ω；
又因为串联电路处处电流相等，由P=I²R可得，把两灯串联后接入2V的电路中，甲、乙两灯的电功率之比为P_甲：P_乙=I²R_甲：I²R_乙=R_甲：R_乙=2.5Ω：5Ω=1：2；
（4）把两灯并联后接入电压为2.5V的电源上，通过乙的电流：I_额=

U额

R乙

=

2.5V

5Ω

=0.5A，则干路电流为1A+0.5A=1.5A；
故电路在2min内所消耗的电能：W=U′I_总t=2.5V×1.5A×120s=450J．
故答案为：（1）2.5；（2）＞；（3）1：2；（4）45O．

点评：本题综合考查欧姆定律、电功率计算公式的应用，以及读图能力，从图象上读出有用的信息时解答本题的关键所在．