Question

某興趣小組利用圖甲所示電路進行如下的實驗研究．
（1）閉合S₁，斷開S₂，調節電源電壓，得到上表中三組數據．請根據表中的數據，計算電阻R的阻值．（計算結果保留1位小數）

	1	2	3
V	2.0	4.0	5.0
A	0.2	0.39	0.51

（2）斷開S₁，閉合S₂，調節電源電壓進行有關測量．根據記錄的燈泡L的電壓和電流的數據繪制成電壓和電流的關系圖象（如圖乙）．根據圖象，當電壓表示數為0.5V時，50s時間內，燈泡L消耗了多少電能？
（3）同時閉合S₁和S₂，調節電源電壓，當燈泡L的功率為1W時，R與R_L的總功率是多大？

Answer 1

分析：（1）閉合S₁，斷開S₂，電路中只有電阻R工作，電壓表測量R兩端的電壓，電流表測量電路總電流，根據歐姆定律可求R的阻值，求出后求其平均值．
（2）斷開S₁，閉合S₂，電路中只有燈泡工作，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路總電流，當電壓表示數為0.5V時，從圖象上找到對應的電流，根據公式W=UIt可求燈泡消耗的電能．
（3）同時閉合S₁和S₂，電阻R與燈泡并聯，已知燈泡的功率，根據公式P=UI和圖象，找出對應的電壓和電流，再利用公式P=

U2

R

求出R的功率，進一步求出總功率．

解答：解：（1）根據歐姆定律可知，電阻R₁=

2V

0.2A

=10Ω，R₂=

4V

0.39A

=10.3Ω，R₃=

5V

0.51A

=9.8Ω，
所以R=

R1+R2+R3

3

=

10Ω+10.3Ω+9.8Ω

3

=10.0Ω．
答：電阻R的阻值為10.0Ω．
（2）當電壓表示數為0.5V時，對應電流I=0.2A，
燈泡L消耗電能W=UIt=0.5V×0.2A×50s=5J．
答：燈泡L消耗電能5J．
（3）根據公式P=UI可知，當燈泡L的功率為1W時，從圖象上可以看出，燈泡兩端的電壓為2.5V，通過的電流為0.4A，
所以R的功率P₁=

U 2 1

R

=

(2.5V)2

10Ω

=0.625W，
R與R_L的總功率是P=0.625W+1W=1.625W．
答：R與R_L的總功率是1.625W．

點評：本題考查電阻、消耗電能、電功率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是根據圖象得出數據解決問題，還考查了減小誤差的方法，多次測量求平均值．