Question

（2011?吳中區三模）某物理興趣小組同學設計了如圖甲所示的電路圖進行實驗探究，電源為可調壓直流學生電源，電壓表量程為“0-15V”，電流表量程為“0-0.6A”，小燈泡標有“6V 1.2W”字樣，R₀為20Ω的定值電阻．小組根據記錄的電流表和電壓表示數變化，描繪出U-I關系圖，如圖乙所示．則：

（1）燈泡正常發光對的電阻為多少？
（2）當電壓表示數為2V時，通過R₀的電流為多少？
（3）調節電源電壓，當電源電壓為3V對，小燈泡的實際電功率為多少？

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=

U2

P

計算出燈泡正常發光時的電阻；
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯，電壓表測量的是電源電壓，根據并聯電路電壓特點和歐姆定律求出通過R₀的電流；
（3）先從乙圖象中讀出當電壓表的示數為3V時電流表對應的示數，根據歐姆定律求出通過R₀的電流，再根據并聯電路的電流特點求出通過燈泡的電流，最后利用P=UI求出小燈泡的實際電功率．

解答：解：（1）燈泡的電阻為R_L=

U額2

P額

=

(6V)2

1.2W

=30Ω；
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯，
所以當電壓表的示數為2V時，U=U₀=2V，
∴I₀=

U0

R0

=

2V

20Ω

=0.1A；
（3）由乙圖可知，當電壓表的示數為U′=3V時，I′=0.45A，
通過R₀的電流為I₀′=

U′

R0

=

3V

20Ω

=0.15A，
I_L′=I′-I₀′=0.45A-0.15A=0.3A，
P_L′=U′I_L′=3V×0.3A=0.9W．
答：（1）燈泡正常發光對的電阻為30Ω；
（2）當電壓表示數為2V時通過R₀的電流為0.1A；
（3）當電源電壓為3V時燈泡的實際電功率為 0.9W．

點評：本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的計算，關鍵是能從圖象中得出燈泡的電阻是變化的．