Question

（2011?吳中區(qū)三模）某物理興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，電源為可調(diào)壓直流學(xué)生電源，電壓表量程為“0-15V”，電流表量程為“0-0.6A”，小燈泡標(biāo)有“6V 1.2W”字樣，R₀為20Ω的定值電阻．小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表示數(shù)變化，描繪出U-I關(guān)系圖，如圖乙所示．則：

（1）燈泡正常發(fā)光對(duì)的電阻為多少？
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，通過(guò)R₀的電流為多少？
（3）調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)電源電壓為3V對(duì)，小燈泡的實(shí)際電功率為多少？

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=

U2

P

計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯(lián)，電壓表測(cè)量的是電源電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò)R₀的電流；
（3）先從乙圖象中讀出當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)R₀的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡的電流，最后利用P=UI求出小燈泡的實(shí)際電功率．

解答：解：（1）燈泡的電阻為R_L=

U額2

P額

=

(6V)2

1.2W

=30Ω；
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯(lián)，
所以當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，U=U₀=2V，
∴I₀=

U0

R0

=

2V

20Ω

=0.1A；
（3）由乙圖可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為U′=3V時(shí)，I′=0.45A，
通過(guò)R₀的電流為I₀′=

U′

R0

=

3V

20Ω

=0.15A，
I_L′=I′-I₀′=0.45A-0.15A=0.3A，
P_L′=U′I_L′=3V×0.3A=0.9W．
答：（1）燈泡正常發(fā)光對(duì)的電阻為30Ω；
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)通過(guò)R₀的電流為0.1A；
（3）當(dāng)電源電壓為3V時(shí)燈泡的實(shí)際電功率為 0.9W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的計(jì)算，關(guān)鍵是能從圖象中得出燈泡的電阻是變化的．