Question

某物理興趣小組同學設計了如圖甲所示的電路圖進行實驗探究，電源為可調壓直流學生電源，電壓表量程為“0～15V”，電流表量程為“0～0.6A”，小燈泡標有“6V，1.2W“字樣，R₀為20Ω的定值電阻．小組根據記錄的電流表和電壓表示數(shù)變化，描繪出U-I關系圖，如圖乙所示．則：
（1）燈泡正常發(fā)光時的電阻為

30

Ω．
（2）當電壓表示數(shù)為2V時，每分鐘電阻R₀產生的熱量是

12

J．
（3）調節(jié)電源電壓，小燈泡與定值電阻R₀消耗的總功率為0.8W時，小燈泡的實際電功率為

0.6

W．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與定值電阻并聯(lián)接在電源兩端，電流表測干路電流，電壓表測電阻與燈泡的并聯(lián)電壓；
（1）已知燈泡額定電壓與額定功率，由電功率的變形公式可以求出燈泡的電阻．
（2）已知電壓與時間，由電功公式可以求出電阻消耗的電能．
（3）由U-I圖象找出電路總功率為0.8W時，電路電流與電壓，由歐姆定律求出流過定值電阻的電流，由并聯(lián)電路電流規(guī)律求出流過燈泡的電流，然后由電功率公式求出燈泡的實際功率．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，∴燈泡正常發(fā)光時的電阻R_L=

U 2 L額

PL額

=

(6V)2

1.2W

=30Ω；
（2）電壓表示數(shù)為2V時，每分鐘電阻R₀產生的熱量Q=

U2

R0

t=

(2V)2

20Ω

×60s=12J；
（3）由I-U圖象可知，電路電路電流I=0.4A，電源電壓U=2V時，
小燈泡與定值電阻R₀消耗的總功率為P_總=UI=2V×0.4A=0.8W，
此時流過定值電阻的電流I₀=

U

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
流過燈泡的電流I_L′=I-I₀=0.4A-0.1A=0.3A，
則燈泡的實際功率P_L實=UI_L′=2V×0.3A=0.6W；
故答案為：（1）30；（2）12；（3）0.6．

點評：本題考查了求燈泡電阻、電阻消耗的電能、燈泡的實際功率等問題，熟練應用電功率的變形公式、電功公式、由圖象找出相應的電流與電壓、熟練應用歐姆定律、并聯(lián)電路特點及電功率公式即可正確解題．