Question

小燈泡的伏安特性曲線如I-U圖中實線所示，某同學想了解該小燈泡工作時消耗的功率，設計了如圖所示測定小燈泡功率的實驗電路，電源電動勢ε=30V，內電阻可忽略不計，R₁=20Ω，R₂=40Ω，它們阻值不隨溫度變化．則當開關S閉合時，利用電路中元件數據可寫出小燈的U、I關系式是

 

；小燈泡的實際功率約為

 

W．

Answer 1

分析：閉合電鍵S，燈泡和R₂并聯，若把R₁巧妙地看作電源的內電阻，則燈泡的電壓為路端電壓，電流應為燈泡電流，進而求出小燈的U、I關系，在圖1中畫出電源的U-I圖象，圖象與燈泡圖象的交點即為燈泡工作時燈泡的電壓和電流，然后由P=UI求出燈泡的實際功率．

解答：解：閉合電鍵S，燈泡和R₂并聯，若把R₁巧妙地看作電源的內電阻，則燈泡的電壓為路端電壓，電流應為燈泡電流，
設電路總電流為I，通過L的電流為I₁，過R₂的電流為I₂，
由并聯電路特點可知，I=I₁+I₂，
由閉合電路歐姆定律得：U=30-20I，
則I₂=

U

R2

=

3

4

-

1

2

I
I₁=I-I₂=

3

2

I-

3

4

I=

2

3

I₁ +

1

2

把I帶回到U=30-20I得到U關于I₁的表達式，
U=20-

40

3

I
在圖1中作出電源的I-U圖象，如圖所示，

由圖中交點可知，燈泡實際電壓為9V，實際電流為0.80A，
燈泡實際功率：P=UI=7.2W；
故答案為：U=20-

40I

3

；7.2．

點評：把R₁與電源等效為實際電源是解題的技巧，由I-U圖象找出電壓對應的電流，熟練應用串并聯電路特點及歐姆定律是正確解題的關鍵．