Question

14．圖1是測(cè)量江水超警戒水位的原理圖：電源電壓為8V，小燈泡L標(biāo)有“6V  3W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響），H是由電流表改裝成的水位計(jì)（電阻忽略不計(jì)），壓敏電阻R通過(guò)外表涂有絕緣漆的金屬支架與電路相連，并放置于警戒水位處．R的阻值與江水超過(guò)警戒水位的高度h的關(guān)系如圖2所示．求：
（1）壓敏電阻R的阻值隨江水超過(guò)警戒水位的高度h的增大而減�。�
（2）正常工作時(shí)小燈泡的電流為多少安？
（3）江水水位高于警戒水位多少米時(shí)，燈泡正常工作？此時(shí)電源的功率為多大？

Answer 1

分析 （1）由圖2可知，水的深度越大，壓敏電阻的阻值越�。�
（2）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是3W，由P=UI的變形公式可以求出燈泡的額定電流；
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求燈泡正常發(fā)光時(shí)壓敏電阻阻值，然后由圖2所示圖象求出水位高度；由P=UI求出電源功率．

解答 解：（1）由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，水的深度h越大，水的壓強(qiáng)p越大，
由圖2所示圖象可知，隨水的深度h的增大，壓敏電阻阻值變小，
因此壓敏電阻阻值隨江水對(duì)它壓強(qiáng)的增大而減小；
（2）由P=UI，
可得燈泡額定電流：
I=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（3）因?yàn)镮=$\frac{U}{R}$，
所以燈泡電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
由I=$\frac{U}{R}$得燈泡正常發(fā)光時(shí)電路總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω，
壓敏電阻阻值：
R=R_總-R_L=16Ω-12Ω=4Ω，
由圖2所示圖象可知，此時(shí)江水高于警戒水位6m；
此時(shí)電源的功率P=UI=8V×0.5A=4W．
答：（1）減小；（2）正常工作時(shí)小燈泡的電流為0.5A；（3）江水水位高于警戒水位6米時(shí)，燈泡正常工作；此時(shí)電源的功率為4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求燈泡額定電流、燈泡電阻、壓敏電阻隨壓強(qiáng)增大如何變化、求水位高度、電路總功率等問題；知道燈泡銘牌含義、應(yīng)用電功率變形公式、歐姆定律、由圖象找出所需信息、電功率公式即可正確解題．