Question

科学兴趣小组同学设计了如图（甲）所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0～15V”，电流表量程为“0～0.6A”，小灯泡标有“6V 12W”字样，R₀为20Ω的定值电阻，小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U-I关系图，如图（乙）所示．求：
（1）灯泡正常发光时的电阻．
（2）当电压表示数为lV时，通过R₀的电流．
（3）当电压表示数为2V时，小灯泡的实际电功率．（提示：小灯泡的电阻随温度升高而增大）

Answer 1

分析：（1）根据R=

U2

P额

即可求出灯泡正常发光时的电阻；
（2）因为是并联电路（并联电路中各支路两端电压相等），所以根据I=

U

R

即可求出通过电阻R₀的电流；
（3）先根据欧姆定律求出电压表示数为2V时，通过R₀的电流，然后从乙图中读出电压表示数为2V时对应的电流表示数，再根据并联电路电流的规律求出通过灯泡的电流，并利用P=UI求出此时灯泡的实际功率．

解答：解：（1）∵P=UI，I=

U

R

∴R=

U2

P额

=

(6V)2

12W

=3Ω；
（2）当电压表的示数为1V，通过R₀的电流为：I′=

U′

R0

=

1V

20Ω

=0.05A；
（3）当电压表的示数为2V，通过R₀的电流为：I″=

U″

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
根据图乙可知，当电压表示数为2V时，电流表的示数为0.4A，
∵并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过灯泡的电流I_L=0.4A-0.1A=0.3A，则此时灯泡的实际功率：P=UI=2V×0.3A=0.6W．
答：（1）灯泡正常发光时的电阻为3Ω．
（2）当电压表示数为lV时，通过R₀的电流为0.05A．
（3）当电压表示数为2V时，小灯泡的实际电功率为0.6W．

点评：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是从图象中找出电压表示数为2V时电流表的示数，同时要注意灯泡的电阻是变化的．