Question

6．如圖所示，圖甲是小謙同學(xué)研究調(diào)光燈的實(shí)驗(yàn)電路圖，小燈泡規(guī)格是“6V 3W”，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在A點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R₁，電壓表的示數(shù)為4V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在B點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R₂，電壓表的示數(shù)為2V，且R₂=2R₁，測(cè)繪出小燈泡的I-U圖象如圖乙所示，電源電壓保持不變．
（1）根據(jù)小燈泡的I-U圖象判斷，小燈泡的阻值是否恒定不恒定（選填“恒定”或“不恒定”），用物理知識(shí)解釋其原因是燈絲電阻隨溫度改變而改變．
（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是多少A？
（3）小燈泡兩端電壓為2V時(shí)的實(shí)際功率是多少W？
（4）電源電壓是多少V？

Answer 1

分析 （1）分析表中圖象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論；
（2）由P=UI變形可求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（3）由圖乙可知，小燈泡兩端電壓為2V時(shí)的電流，由P=UI可求實(shí)際功率；
（4）由歐姆定律分別列出滑動(dòng)變阻器滑片P在A點(diǎn)、B點(diǎn)的等式方程求解．

解答 解：（1）根據(jù)小燈泡的I-U圖象判斷，小燈泡的阻值不恒定，其原因是燈絲電阻隨溫度改變而改變；
（2）由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（3）有圖象知，小燈泡U_L=2V時(shí)，I_L′=0.25A，
小燈泡的實(shí)際功率：P_L實(shí)=U_LI_L′=2V×0.25A=0.5W，
（4）P在A點(diǎn)時(shí)，U_燈=4V，變阻器阻值R₁，由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可得，U=U_燈+I₁R₁，
P在B點(diǎn)時(shí)，U_燈′=2V，U=U_燈′+I₂R₂，且R₂=2R₁------①，
由圖象可得，I₁=0.4A，I₂=0.25A，
代入數(shù)據(jù)，U=4V+0.4R₁------②，
U=2V+0.25R₂------③，
4V+0.4R₁=2V+0.25×2R₁，
解得，R₁=20Ω，R₂=40Ω，
代入②得，U=12V．
答：（1）不恒定；燈絲電阻隨溫度改變而改變；（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是0.5A；
（3）小燈泡兩端電壓為2V時(shí)的實(shí)際功率是0.5W；
（4）電源電壓是12V．

點(diǎn)評(píng) 本體主要考查歐姆定律、電功率的計(jì)算，掌握有關(guān)公式可解．