Question

如图为“※V 1.5W”灯泡的伏安图象，现将三只这样相同的灯泡与定值电阻R组成串联电路，导线的电阻为忽略不计．开关S断开时，理想电压表的示数为10V，闭合时，电压表V的示数为9V且灯恰好正常发光，解释其中的原因是________．如果一灯突然熄灭，其他灯仍能发光，电压表的示数将________（“增大”、“不变”或“减小”），则此时每一灯泡的电功率将________（填“小于0.1.5W”、“大于1.5W小于2.4W”或“大于2.4W”）

Answer 1

电源内部有电阻    减小    大于2.4W
分析：（1）电源的内部有电阻且内电阻不变，闭合电路中路端电压等于电源等于电源的电动势减去内电压；
（2）如果一灯突然熄灭，其他灯仍能发光，说明熄灭的灯泡短路，根据电阻的串联可知此时电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电源内电压的变化，根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化；
（3）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出内电阻两端的电压，根据欧姆定律求出内电阻的阻值；根据图象可知，当电路中的电流为0.6A时灯泡两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律求出此时电源的电动势，然后与所给的电动势相比较可知灯泡两端分得的电压还要大，根据P=UI可知灯泡的实际功率大于通过的电流为0.6A时的实际功率．
解答：（1）电源的内部有电阻且内阻不变，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴闭合电路中，路端电压等于电源的电动势减去电源的内电压，即电压表的示数小于电源的电动势；
（2）如果一灯突然熄灭，其他灯仍能发光，则熄灭的灯泡短路，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的总电阻变小，
∵I=，
∴电路中的电流变大，电源的内电压变大，则路端电压变小，即电压表的示数减小；
（3）灯泡正常发光时，两端的电压U_L=3V，通过的电流I=0.5A，
则电源的内阻：
r===2Ω，
由图象可知，当通过灯泡的电流I′=0.6A时，U_L′=4V，
此时电源的电动势?′=I′r+2U_L′=0.6A×2Ω+2×4V=9.2V＜10V，
∴灯泡分得的电压应大于4V，
∵图象中通过灯泡的电流随两端电压的增大而增大，
∴此时灯泡的实际功率：
P_L′＞U_L′I′=4V×0.6A=2.4W．
故答案为：电源内部有电阻；减小；大于2.4W．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道闭合电路中路端电压等于电源的电动势减去电源的内电压．