Question

定值電阻R₁、R₂和標(biāo)有額定功率為“0.75W”字樣白熾燈L和特殊電子元件E并聯(lián)接在電路中，且R₁＜R₂，改變電路兩端電壓U，通過每個(gè)電阻、電燈和特殊電子元件的電流也相應(yīng)改變根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出R₁、R₂、R_L和R_E的I一U（或U一I）圖線，如圖所示：

（1）其中OA代表_____的I—U圖線，OC代表_____的U—I圖線，白熾燈的額定電壓是      V。

（2）若將定值電阻R₂與白熾燈L串聯(lián)后，接在電壓為3.5V的電路中，則燈泡的實(shí)際功率是多少？電阻R₂在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？

（3）若將定值電阻R₁與特殊電子元件E并聯(lián)后接在電壓為3V電路中，電路消耗的總功率是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）R₁；  電子元件E；  2.5V ；（2）112.5J （3）1.74W

【解析】從第一個(gè)圖象中任找一組定值電阻R₁、R₂的電流和對應(yīng)的電壓，根據(jù)歐姆定律求出兩電阻阻值的大小，進(jìn)一步根據(jù)R₁＜R₂確定OA代表的電阻；再根據(jù)燈泡的電阻隨著電壓的增大，功率增大，亮度增加，燈絲溫度升高，因此電阻變大結(jié)合圖象判斷表示白熾燈的I-U圖線，再根據(jù)P=UI從圖象中找出額定功率對應(yīng)的電壓；最后分析特殊電子元件E的電阻隨電壓的變化；根據(jù)串聯(lián)電路各處的電流相等結(jié)合定值電阻R₂與白熾燈L的I-U圖線，找到滿足條件的電壓，再根據(jù)P=UI求出燈泡的實(shí)際功率，根據(jù)純電阻電路Q=W=UIt求出電阻R₂在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量；根據(jù)定值電阻R₁與特殊電子元件E的I-U圖線找到3V時(shí)對應(yīng)的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出總電流，最后根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路消耗的總功率．

（1）由第一幅圖象可知，當(dāng)兩電阻兩端的電壓為U=4V時(shí)，對應(yīng)的電流分別為I_A=0.45A，I_B=0.25A；

兩電阻的阻值為R_A=U/I=4V/0.45A≈8.9Ω，R_B=U₂/I₂=4V/0.25A=16Ω，因R₁＜R₂，所以O(shè)A代表R₁的I-U圖線；

由第二幅圖象可知，電壓增大，電流增大，但電流的變化量比電壓的變化量大，根據(jù)歐姆定律可知OC代表的電阻減��；

從第三幅圖象可知，電壓增大，電流增大，電壓的變化量大于電流的變化量，根據(jù)歐姆定律可知OD代表的電阻變大；

因白熾燈泡的電阻會隨兩端電壓的變大，功率變大，溫度升高而變大，所以O(shè)D代表白熾燈的I-U圖線，OC代表的是電子元件E的I-U圖線；從圖象中可知當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，電流為0.3A，此時(shí)燈泡的功率為0.75W；    

（2）查圖可知當(dāng)電流為I=0.15A，燈泡兩端的電壓為U_L=1V，R₂兩端的電壓為U₂=2.5V時(shí)，電路兩端的電壓為3.5V；

所以燈泡的實(shí)際功率為P_L=U_LI=1V×0.15A=0.15W，

電阻R₂在5分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=W=U₂It=2.5V×0.15A×5×60s=112.5J．

（3）查圖可知，當(dāng)電壓為U=3V時(shí)，R₁中的電流為I₁=0.33A，電子元件中的電流為I_E=0.25A，

電路中的總電流為I′=I₁+I_E=0.33A+0.25A=0.58A，

電路的總功率為P_總=UI′=3V×0.58A=1.74W．