Question

某科學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的元件（如圖甲所示）：透明玻璃殼內(nèi)有一個(gè)標(biāo)有“6V 3.6W”字樣的小燈泡L（阻值不變）和一個(gè)由一種半導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)體R，A、B、C是其外露的三個(gè)接線柱．為進(jìn)一步了解導(dǎo)體R的某些特征，他們使用了如圖乙所示電源電壓恒為6V的實(shí)驗(yàn)裝置，把導(dǎo)線M、N分別與A，C接線柱相連，閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，測(cè)得了一組電流表和電壓表的讀數(shù)，并繪制成圖丙所示曲線．
（1）小燈泡L的電阻和它正常工作時(shí)的電流是多少？
（2）小明同學(xué)在原來(lái)連線的基礎(chǔ)上，再用導(dǎo)線連接A、B兩個(gè)接線柱，閉合開(kāi)關(guān)S，把滑片P移到a端，此時(shí)電流表的示數(shù)是多少安培？
（3）若把導(dǎo)線M、N分別接到A、B接線柱上，閉合開(kāi)關(guān)S，把滑片P移到a端，則小燈泡消耗的電功率為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由燈的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈絲電阻，利用歐姆定律求出燈正常工作時(shí)的電流；
（2）再用導(dǎo)線連接A、B兩個(gè)接線柱，閉合開(kāi)關(guān)S，把滑片P移到a端時(shí)，電阻R和燈L并聯(lián)，此時(shí)燈泡正常工作，通過(guò)燈泡的電流和額定電流相等，再?gòu)膱D中找出當(dāng)電壓為6V時(shí)通過(guò)R的電流值I，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求電流表的示數(shù)；
（3）把導(dǎo)線M、N分別接到A、B接線柱上，閉合開(kāi)關(guān)S，把滑片P移到a端時(shí)，電阻R和燈L串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律確定電路中的電流，再利用P=UI求出小燈泡消耗的電功率．
解答：解：（1）燈泡的電阻：
R_L===10Ω，
燈正常工作時(shí)的電流：
I_L===0.6A；
（2）由圖象可知，當(dāng)U=6V時(shí)，通過(guò)R的電流為I為0.6A，
則I=I_L+I=0.6A+0.6A=1.2A；
（3）此時(shí)燈和半導(dǎo)體元件組成串聯(lián)電路，U_總=IR_L+U，
查半導(dǎo)體的I-U曲線可知，只有當(dāng)U=4V時(shí)，I=0.2A，上述等式成立，
則此時(shí)小燈功率為P_L=U_LI=（U-U）I=（6V-4V）×0.2A=0.4W．
答：（1）小燈泡L的電阻為10Ω，正常工作時(shí)的電流為0.6A；
（2）此時(shí)電流表的示數(shù)為1.2A；
（3）小燈泡消耗的電功率為0.4W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)燈銘牌的理解和運(yùn)用、電路動(dòng)態(tài)分析、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律、電功率的計(jì)算，是一道較難的題目．