Question

如圖1所示是測量高于湖水警戒水位裝置的原理圖．長方形絕緣容器A內(nèi)部左右兩面插有豎直薄金屬板并與電路連接，底部有一小孔與湖水相通，且容器底面與警戒水位相平．已知電源電壓恒為6V，小燈泡標有“2V 2W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）．兩金屬板間的湖水電阻R與的關(guān)系如圖2所示（h為容器A內(nèi)水柱高度）．求：

 （1）小燈泡燈絲電阻是多少歐？

 （2）當(dāng)湖水水位高于警戒水位多少米時，燈泡正常工作？

Answer 1

考點：

歐姆定律的應(yīng)用；串聯(lián)電路的電流規(guī)律；串聯(lián)電路的電壓規(guī)律；電功率的計算．

專題：

計算題；電路和歐姆定律；電能和電功率．

分析：

（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈泡的電阻；

（2）燈泡正常工作，燈泡兩端電壓為2V，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出湖水電阻兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出湖水的電阻，根據(jù)圖象得出R與的關(guān)系，再求出此時對應(yīng)湖水水位高于警戒線的高．

解答：

解：（1）根據(jù)P=可得，燈泡的電阻：

R_L===2Ω；

（2）燈泡正常發(fā)光時，兩端的電壓為2V，

∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，

∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：

I===1A，

∵湖水電阻R與L串聯(lián)，

∴湖水電阻兩端的電壓：

U_R=U﹣U_L=6V﹣2V=4V，

則R===4Ω，

由圖象可知，當(dāng)R=4Ω時，=0.2m^﹣1，

h=5m．

答：（1）小燈泡燈絲電阻是2歐；

 （2）當(dāng)湖水水位高于警戒水位為5米時，燈泡正常工作．

點評：

本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，由圖象判斷水位的高度，體現(xiàn)了物理在實際生活中的應(yīng)用，是一道好題．