Question

6．如圖甲的電路中R₁=R₂=100Ω是阻值不隨溫度而變的定值電阻．白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖乙的I-U圖線所示．電源電動勢E=100V，內(nèi)阻不計．求：當(dāng)開關(guān)S斷開時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率；（寫出I、U、R₁三者的關(guān)系式，再通過畫圖得出答案）

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得出對應(yīng)干路電流與電壓的關(guān)系式，在I-U圖象中作出對應(yīng)的圖象，兩圖象的交點為燈泡的工作點，從而可明確電壓和電流，再由P=UI可求得對應(yīng)的功率．

解答 解：當(dāng)S斷開時，因R₁是定值電阻，與燈泡串聯(lián)，設(shè)燈泡上的電壓為U，電流為I，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有：
E=U+IR₁，
代入數(shù)據(jù)得：I=1-$\frac{U}{100}$．
在I-U圖上作出這條直線，如圖所示，這條直線與燈泡的伏安特性曲線的交點為（40，0.60）．由此可知此時流過燈泡的電流為0.6 A，燈泡上的電壓為40 V，燈泡的實際功率為：
P=UI=40×0.6=24 W．
答：燈泡兩端的電壓40V，通過燈泡的電流為24A；燈泡的實際電功率為24W．

點評 本題考查燈泡伏安特性曲線的應(yīng)用，要注意明確燈泡電阻隨溫度的變化而變化，所以在利用閉合電路歐姆定律時不能作為純電阻處理，只能根據(jù)圖象進行分析，找出實際工作點再用作圖的方法求解．