某科技兴趣小组的同学在实验室发现有个有趣的元件.透明玻璃壳内有一个标有“6V 3.6W 字样的小灯泡L和一个由一种半导体材料制成的导体R0.A.B.C是其外露的三个接线柱.为进一步了解导体R0的某些特征.他们使用了如图乙所示电源电压恒为6V的实验装置.把导线M.N分别与A.C接线柱相连.闭合开关S.移动滑动变阻器的滑片P.测得了一组电流� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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16．某科技兴趣小组的同学在实验室发现有个有趣的元件（如图甲所示），透明玻璃壳内有一个标有“6V 3.6W”字样的小灯泡L（阻值不变）和一个由一种半导体材料制成的导体R₀，A、B、C是其外露的三个接线柱，为进一步了解导体R₀的某些特征，他们使用了如图乙所示电源电压恒为6V的实验装置，把导线M、N分别与A，C接线柱相连，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，测得了一组电流表和电压表的读数，并绘制成图丙所示曲线．

（1）由图可知半导体材料制成的导体R₀的阻值随着电压的增大而减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）小灯泡L正常工作时的电流是多少？
（3）小科同学在原来连线的基础上，再用导线连接A、B两个接线柱，闭合开关S，把滑片P移到a端，此时电流表的示数是多少安培？
（4）若把导线M、N分别接到A、B接线柱上，闭合开关S，把滑片P移到a端，则小灯泡消耗的电功率为多少？

分析（1）从图丙中读出几组电流和对应的电压值，根据欧姆定律求出R₀的阻值，然后得出结论；
（2）灯泡L正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出小灯泡L正常工作时的电流；
（3）在原来连线的基础上，再用导线连接A、B两个接线柱，闭合开关S，把滑片P移到a端，R₀与L并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点可知它们两端的电压，根据图象可知通过R₀的电流为0.6A，根据并联电路的电流特点求出电流表的示数；
（4）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，把导线M、N分别接到A、B接线柱上，闭合开关S，把滑片P移到a端时，R₀与L串联，根据串联电路的特点表示出电源的电压，从图丙符合题意的电流和电压，根据P=I²R求出此时小灯功率．

解答解：
（1）由图丙可知，当R₀两端的电压为4V、5V、6V时，通过的电流为0.2A、0.3A、0.6A，
由R=$\frac{U}{I}$可得，R₀的阻值依次为20Ω、16.7Ω、10Ω，
据此可知，半导体材料制成的导体R₀的阻值随着电压的增大而减小；
（2）由P=UI可得，小灯泡L正常工作时的电流：
I_L=$\frac{P_L}{U_L}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A；
（3）在原来连线的基础上，再用导线连接A、B两个接线柱，闭合开关S，把滑片P移到a端，R₀与L并联，电流表测干路中的电流，如图所示：

因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，灯泡和R₀两端的电压均为6V，通过R₀的电流为0.6A，通过L的电流为0.6A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，此时电流表的示数：
I=I_L+I₀=0.6A+0.6A=1.2A；
（4）灯泡的电阻（阻值不变）：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
把导线M、N分别接到A、B接线柱上，闭合开关S，把滑片P移到a端时，R₀与L串联，如下图所示：

因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：U=I′R_L+U₀，即6V=I′×10Ω+U₀，
由图丙可知，当U₀=4V时，I′=0.2A符合，
则此时小灯泡消耗的电功率：P_L′=（I′）²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
答：（1）减小；
（2）小灯泡L正常工作时的电流是0.6A；
（3）此时电流表的示数是1.2A；
（4）小灯泡消耗的电功率为0.4W．

点评本题考查了欧姆定律、电功率公式、串并联电路的特点的应用，从图象中获取有用的信息是关键，有一定的难度．

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