Question

如圖甲所示，當開關S接a時，移動滑動變阻器的滑片P，根據測出的電流、電壓值，畫出了定值電阻R的U-I圖象；當開關S接b時，同樣根據測出的電流、電壓值，畫出了燈泡L的U-I圖象，如圖乙所示．
（1）求定值電阻R的阻值；
（2）將R與燈L串聯接在6V的電源兩端時，求燈絲的實際電阻值；
（3）將R與燈L并聯接入電路并調節電源電壓，當 R消耗的電功率為4.9W時，燈L恰好正常發光，求燈L的額定電功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）從圖象上選取一點，該點對應的電壓和電流都是整數，找到對應的電壓和電流，根據歐姆定律R=求出定值電阻R的阻值．
（2）已知電源電壓，燈泡和電阻串聯，電流相同，根據圖象找到電流相同的點，并且燈泡和電阻兩端的電壓之和為6V，根據歐姆定律R=求出燈泡的電阻．
（3）已知R消耗的電功率和電阻值，根據公式求出R兩端的電壓，也就是燈泡的額定電壓，根據圖象找到對應電流，根據公式P=UI計算燈泡的額定功率．
解答：解：（1）由圖象可知：電壓和電流成正比，當U=2V時，I=0.2A，
∴==10Ω．
答：定值電阻R的阻值10Ω．
（2）串聯時電源電壓為6V，電流相同．觀察圖可知，當電流為0.4A時，電阻與燈泡的電壓和正好為6V．
分析圖象可知：此時燈泡電壓為U_L=2V，I_L=0.4A，
∴==5Ω．
答：燈絲的實際電阻值為5Ω．
（3）∵，
∴U′===7V，
∵R與R_L并聯且燈正常發光，∴U_L額=U′=7V，
由圖象可知此時：I_L額=0.75A，
故：P_L額=U_L額I_L額=7V×0.75A=5.25W．
答：燈L的額定電功率為5.25W．
點評：本題考查電阻、電壓和額定功率的計算，關鍵是歐姆定律的應用和電功率公式變形的應用，還要知道并聯電路電壓的規律．