Question

20．如圖所示是某規(guī)格的小燈泡L和定值電阻R的U-I圖象．
（1）圖中表示小燈泡U-I圖象的是②（填序號）；
（2）若它們串聯(lián)、并聯(lián)時總電阻的值分別為R_串和R_并，請在對應的圖上坐標區(qū)域內畫出它們的U-I圖象（R_串、R_并的U-I圖象分別用③和④表示）；
（3）當它們分別以串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式接在同一穩(wěn)壓電源（已知電源電壓不高于10V）兩端時，從電源流出的電流變化了0.45A，求該穩(wěn)壓電源的電壓及并聯(lián)電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）燈絲的電阻隨溫度而變化，據此分析解答；
（2）先描點再畫圖，比如畫串聯(lián)時，電流是0.1A時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是2V和1.5V，所以串聯(lián)總電壓就應該是3.5．電流是0.3時，從圖看出電壓分別是4V和6V，所以總電壓是10V．同樣的方法把每個電流對應的點描出．并聯(lián)電壓相同，電流相加；
（3）根據圖象③④比較分析，在電源電壓不高于10V時，電源電流變化找出電源電壓，確定并聯(lián)時干路電流，利用P=UI求出電功率．

解答 解：（1）由于小燈泡燈絲的電阻隨著溫度變化而變化，因此其電流與其電壓不成正比，故而圖中曲線②應該是小燈泡的U-I圖象；
（2）先描點再畫圖：當燈和電阻串聯(lián)時，電流是0.1A時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是2V和1.5V，所以串聯(lián)總電壓就應該是3.5V；電流是0.2A時，從圖看出電壓分別是2.6V和4V，所以總電壓是6.6V；電流是0.3A時，從圖看出電壓分別是4V和6V，所以總電壓是10V，R_串的U-I圖象如圖③所示；
當燈和電阻并聯(lián)時，電壓是2V時，可以從圖中已知曲線看出電流分別是0.1A和0.15A，所以并聯(lián)總電流就應該是0.25A；電壓是4V時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是0.2A和0.3A，所以并聯(lián)總電流就應該是0.5A；
電壓是6V時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是0.3A和0.38A，所以并聯(lián)總電流就應該是0.68A；電壓是8V時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是0.4A和0.46A，所以并聯(lián)總電流就應該是0.86A；電壓是10V時，可以從圖中已知曲線看出電壓分別是0.5A和0.5A，所以并聯(lián)總電流就應該是1A；R_并的U-I圖象如圖④所示；
（3）比較圖象③和④可知，電壓相同且不高于10V時，I_并-I_串=0.45A，僅有一種情況，即U=5V，
此時I_并=0.6A，并聯(lián)時電路消耗的總功率為P_并=U_并I_并=5V×0.6A=3W．
答：（1）②；
（2）如下圖；
（3）該穩(wěn)壓電源的電壓5V；并聯(lián)電路消耗的總功率3W．

點評 此題主要考查學生對于歐姆定律的理解和掌握，解題中注意燈絲的電阻隨溫度變化而變化．