Question

6．如圖甲所示，當(dāng)開關(guān)S接a時(shí)，移動滑動變阻器的滑片P，根據(jù)測出的電流、電壓值，畫出了定值電阻R₀的U-I圖象；當(dāng)開關(guān)S接b時(shí)，同樣根據(jù)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R₀的阻值；
（2）將R₀與燈L并聯(lián)接在2V的電源兩端時(shí)，電路中的總電流為多大？
（3）將R₀與燈L并聯(lián)接入電路并調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)R₀消耗的電功率為4.9W時(shí)，燈L恰好正常發(fā)光，求燈L的額定電功率．

Answer 1

分析 （1）從圖象上讀取任意一組電流和對應(yīng)的電壓值，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₀的阻值；
（2）將R₀與燈L并聯(lián)接在2V的電源兩端時(shí)，它們兩端的電壓相等，根據(jù)圖象讀出通過它們的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的總電流；
（3）將R₀與燈L并聯(lián)接入電路，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₀消耗的電功率為4.9W時(shí)兩端的電壓，也是燈泡的額定電壓，根據(jù)圖象讀出通過的電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)定值電阻兩端的電壓U₀=2V時(shí)，通過的電流I₀=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（2）將R₀與燈L并聯(lián)接在2V的電源兩端時(shí)，它們兩端的電壓相等，
由圖象可知，通過它們的電流分別為I₀=0.2A，I_L=0.4A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，電路中的總電流：
I=I₀+I_L=0.2A+0.4A=0.6A；
（3）將R₀與燈L并聯(lián)接入電路，當(dāng)R₀消耗的電功率為4.9W時(shí)
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的額定電壓：
U_L額=U₀′=$\sqrt{{P}_{0}{R}_{0}}$=$\sqrt{4.9W×10Ω}$=7V，
由圖象可知，通過燈泡的電流I_L額=0.75A，
則燈泡的額定功率：
P_L額=U_L額I_L額=7V×0.75A=5.25W．
答：（1）定值電阻R₀的阻值為10Ω；
（2）將R₀與燈L并聯(lián)接在2V的電源兩端時(shí)，電路中的總電流為0.6A；
（3）燈L的額定電功率為5.25W．

點(diǎn)評 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是能從圖象中讀出電流和電壓的對應(yīng)值．