Question

20．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究小燈光燈絲電阻隨其兩端電壓的變化情況，實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的是額定電壓為2.5V的小燈泡，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了若干組燈絲兩端的電壓和通過(guò)燈絲的電流，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖甲所示的圖象．
（1）由圖象可知，燈絲兩端電壓為2V時(shí)，通過(guò)燈絲的電流為0.2A，此時(shí)燈絲的電阻為10Ω
（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨著小燈泡兩端電壓的變大，小燈泡燈絲的電阻值變大（填“保持不變”“變小”或“變大”）
（3）將此燈泡接入圖乙所示電路圖中，閉合開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)小燈泡的電流為0.18A，再閉合開(kāi)關(guān)S₁后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.1A，則電阻R 的功率是0.16W，10s內(nèi)電路消耗的電能是4.48J．

Answer 1

分析 （（1）從U-I圖象可以得出電壓為2V時(shí)，通過(guò)燈絲的電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求燈絲電阻；
（2）由圖象找出當(dāng)燈泡兩端所加電壓為0.6V、1V、2V時(shí)，通過(guò)燈絲的電流，求出電阻進(jìn)行比較得出結(jié)論；
（3）甲圖是小燈泡的電流隨電壓變化的圖象，根據(jù)圖象找到電流是0.18A時(shí)的電壓，就是電源電壓．再閉合開(kāi)關(guān)S₁后，電流表示數(shù)變化了1A，說(shuō)明定值電阻的電流是1A，根據(jù)P=UI計(jì)算定值電阻的功率；根據(jù)W=UIt求出消耗的電能．

解答 解：（1）從U-I圖象可以得出電壓為U=2V時(shí)，通過(guò)燈絲的電流I=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$得，電壓為2V時(shí)，燈絲的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{.02A}$=10Ω；
（2）由圖象找出當(dāng)燈泡兩端所加電壓為0.6V、1V、2V時(shí)，通過(guò)燈絲的電流分別為0.1A、0.14A、0.2A，分別求出電阻：R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.6V}{0.1A}$=6Ω；R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1V}{0.14A}$≈7.12Ω；R₃=R=10Ω；
由此可見(jiàn)隨著小燈泡兩端電壓的變大，小燈泡燈絲的電阻值變大；
（3）由圖象知小燈泡在0.18A時(shí)的電壓是1.6V，閉合開(kāi)關(guān)S后，只有小燈泡接在電源上，所以電源電壓是1.6V；
當(dāng)在閉合開(kāi)關(guān)S₁后，定值電阻和小燈泡是并聯(lián)的，當(dāng)定值電阻接入時(shí)，不會(huì)改變小燈泡的電壓和電流，所以電流表增大的示數(shù)是定值電阻的電流，電流表示數(shù)變化了1A，說(shuō)明定值電阻中的電流I_R=1A；
定值電阻和小燈泡是并聯(lián)的，并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，所以定值電阻兩端的電壓是U_R=1.6V．
定值電阻的功率是：P=UI=0.16V×1A=0.16W；
電路中總電流I=0.18A+1A=1.18A；
電路中消耗的電能：W=UIt=1.6V×1.18A×10s=4.48J．
故答案為：（1）0.2；10；（2）變大；（3）0.16；4.48．

點(diǎn)評(píng) 從U-I圖象可以得出的信息：知道一定電壓下的通過(guò)導(dǎo)體電流，根據(jù)歐姆定律求導(dǎo)體電阻．