Question

9．某小組用如圖甲所示的電路進行實驗探究，小燈泡L標有“6V  1.2W”字樣，R為定值電阻，小組根據記錄的電流表和電壓表的示數變化，繪制了如圖乙所示的I-U關系圖．

（1）燈泡L正常發光時的電阻；
（2）定值電阻R的阻值；
（3）調節電源電壓，當電路消耗的總功率為0.8W時，求燈泡的實際功率．

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=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$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，電流表測量干路電流，根據圖乙可知當燈泡正常工作時干路電流，利用P=UI求出燈泡工作時的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過電阻R₀的電流，所以根據I=$\frac{U}{R}$即可求出電阻R₀的阻值．
（3）從乙圖中讀出電路消耗的功率為0.8W時，對應的電壓表和電流表示數，進而可求出通過定值電阻的電流大小，根據并聯電路的電流特點，進一步可求出通過燈泡的電流大小，然后根據P=UI計算出其實際功率．

解答 解：
（1）由題U_額=6V，P_額=1.2W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得燈泡正常發光時的電阻為：
R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{1.2W}$=30Ω；
（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，電流表測量干路電流，
當燈泡正常發光時，由乙圖可知U=6V，I=0.5A，
由P=UI可得：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.2W}{6V}$=0.2A，
根據并聯電路干路電流等于各支路電流之和可得：
I_R=I-I_L=0.5A-0.2A=0.3A
所以，由I=$\frac{U}{R}$得：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）當P=0.8W時，由乙圖可知U′=2V，I′=0.4A，
所以，I_R′=$\frac{U′}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
根據并聯電路干路電流等于各支路電流之和可得：
I_L′=I′-I_R′=I_L=0.4A-0.1A=0.3A，
所以，P_實=U′I_L′=2V×0.3A=0.6W．
答：（1）燈泡L正常發光時的電阻為30Ω；
（2）定值電阻R的阻值為20Ω；
（3）調節電源電壓，當電路消耗的總功率為0.8W時，燈泡的實際功率為0.6W．

點評 知道并聯電路的特點，會根據電功率的計算公式計算電阻和實際功率，并且能夠熟練應用歐姆定律．要注意的是不能忽略溫度對于燈絲阻值的影響．