Question

19．某物理興趣小組的同學設計了如圖甲所示的電路圖進行實驗探究，電源電壓可以調(diào)節(jié)，小燈泡標有“6V，1.2W”字樣，小燈泡的U-I關系如圖乙，R₀為20Ω的定值電阻．

（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻．
（2）調(diào)節(jié)電源電壓，當電壓表示數(shù)為2V時，求小燈泡的實際功率和電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算出燈泡正常發(fā)光時的電阻．
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯(lián)，電壓表測量的是電源電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點可以知道各支路兩端電壓，由乙圖可直接讀出此時燈光的電流，由P=UI計算燈泡的實際功率；知道電阻R₀的阻值，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算出它的電功率，再計算出總功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻為：
R=$\frac{{{U}_{L額}}^{2}}{{P}_{L額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{1.2W}$=30Ω；
（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯(lián)，
當電壓表的示數(shù)為2V，所以U=U_L=U₀=2V，
由乙圖，此時燈泡的電流I_L=0.4A，
由P=UI，燈泡的實際功率P_實L=U_LI_L=2V×0.4A=0.8W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，R₀的電功率P₀=$\frac{（{U}_{0}）^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（2V）^{2}}{20Ω}$=0.2W，
所以此時電流消耗的總功率P=P_實L+P₀=0.8W+0.2W=1W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻30Ω；
（2）當電壓表示數(shù)為2V時，小燈泡的實際功率為0.8W，電路消耗的總功率1W．

點評 知道并聯(lián)電路的特點，會根據(jù)電功率的計算公式計算電阻和實際功率，并且能夠熟練應用歐姆定律．在（2）題中，也可求總電流，根據(jù)P=UI計算總功率．