Question

图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于

 

．如图乙所示，将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为

 

W．（不计电流表电阻和电源内阻）

Answer 1

分析：金属材料的电阻率随着温度的升高变大；
根据闭合电路欧姆定律，得到电灯的实际电压与电流的关系式，在甲图上作出图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，求出电灯的实际功率．

解答：解：根据欧姆定律：R=

U

I

，则

1

R

=

I

U

，由图可以看出随着电压的增大，

I

U

逐渐减小，则表示灯泡阻值逐渐变大，是由于金属材料的电阻率与温度有关，随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，故电阻变大；
在题乙图中的串联电路中，设电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I． 在这个闭合电路中，有 E=U+IR₀
代入数据并整理得，U=8-20I
这是一个直线方程，把该直线在题甲图上画出，如图所示．

这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A，同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值I_A=2I=0.6A．
每只灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W
故答案为：由于随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大；0.6．

点评：此题电灯是非线性元件，本题的技巧是应用数学方法，通过作图求解电灯的电流．