Question

4．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化的图象，电阻R的阻值为10Ω．若将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡两端的电压为2V，其实际功率为1W；再闭合开关S₁，电流表示数变化了0.2 A，此时电路消耗的总功率为1.4 W．若将它们串联接入电压为2.5V的电路中，电路中的电流为0.2 A．

Answer 1

分析 （1）由图象读出任意一组电阻R两端的电压和对应的电流，根据欧姆定律求出电阻R的阻值；
（2）当只闭合开关S时，电路为L的简单电路，由甲图象读出当小灯泡两端的电压为2V时通过灯泡L的电流，根据P=UI求出其实际功率；
（3）当再闭合开关S₁时，灯泡与定值电阻R并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点可知R两端的电压，由甲图象可知此时通过R的电流，利用并联电路的电流特点可知电流表示数的变化和干路电流表的示数，根据P=UI求出此时电路消耗的总功率．
（4）在甲图象找到电流相同的点，使得灯泡和电阻的电压之和等于2.5V即可．

解答 解：（1）由图象可知，当U_R=3V时，I_R=0.3A，
根据欧姆定律可得，电阻R的阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（2）当只闭合开关S时，电路为L的简单电路，灯泡两端的电压为2V，即电源电压U=2V；
由图象可知，当U_L=2V时，通过灯泡的电流I_L=0.5A，
则灯泡的实际功率：P_L=U_LI_L=2V×0.5A=1W；
（3）当再闭合开关S₁时，L与R并联，电流表测干路电流；
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以它们两端的电压U_L=U_R=U=2V，
由图象可知，通过它们的电流分别为I_L=0.5A，I_R=0.2A，
因串联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表示数变化为I_R=0.2A；
此时干路中的电流：I=I_L+I_R=0.5A+0.2A=0.7A，
此时电路消耗的总功率：P=UI=2V×0.7A=1.4W．
（4）若将它们串联接入电压为2.5V的电路中，
串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电路电压之和，
由图象可知，当电流为0.2A时，L、R两端的电压分别是0.5V和2V，它们之和等于2.5V，满足电源电压为2.5V，所以此时电路中的电流为0.2A．
故答案为：10；1；0.2；1.4；0.2．

点评 本题考查了并联电路和串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，从图象中读出符合题意的电流和电压值以及知道电流表示数的变化量为通过R的电流是解题的关键．