Question

图（a）是白炽灯L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W）的伏安特性曲线．
（1）图中曲线

A

 表示灯L₁的伏安特性曲线．（选填“A”或“B”）
（2）随着灯泡L₁功率的增大，其灯丝阻值逐渐

变大

．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）若将这两个灯泡并联在电路上，在用电高峰时电压仅200V，则此时L₁灯的实际功率为

88

 W，L₂灯的实际功率为

52

 W．
（4）若将它们串联后接在220V电源上，则此时L₁灯的实际功率为

14.4

 W，L₂灯的实际功率为

38.4

 W．
（5）若用图（b）所示电路测量L₁灯的伏安特性，由于电表存在内阻，实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I-U图中位置来得偏

低

（选填“高”或“低”）．
（6）用图（b） 所示电路测量L₁灯伏安特性时，已知R₀=10Ω，E=300V．则电路中可变电阻R选用下列各种规格时，测量效果最好的是

B

．
A．最大电阻5Ω，最大电流10A   B．最大电阻50Ω，最大电流6A
C．最大电阻500Ω，最大电流1A      D．最大电阻5000Ω，最大电流1A

Answer 1

分析：（1）根据电阻的定义式R=

U

I

可知，取相同的电压比较电流大小来判断电阻的大小关系．
（2）I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数．
（3）若将这两个灯泡并联在电路上，在用电高峰时电压仅200V，根据I-U伏安特性曲线找出对应的电流求出实际功率．
（4）串联后接在220V的电源上，则两电阻两端的电压达不到220V，但二者电压之和应为220V，由图可读出电阻的电流，则可求得功率．
（5）由于电流表存在内阻，电压表的读数要大于灯泡两端的实际电压．
（6）图（b）是采用滑动变阻器的分压式接法，电路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可变电阻R的最大电阻是5Ω，那么灯泡两端的电压范围就很小，如果可变电阻R的最大电阻是500Ω或5000Ω，调节可变电阻不利于数据的测量和采集．

解答：解：（1）白炽灯L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W），
根据R=

U2

P

，所以L₁的电阻小于L₂的电阻．
根据I-U特性曲线可以知道曲线A的电阻较小，所以曲线A表示灯L₁的伏安特性曲线．
（2）根据电阻的定义式R=

U

I

可知，I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数．
所以随着灯泡L₁功率的增大，I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率减小，其灯丝阻值逐渐变大．
（3）若将这两个灯泡并联在电路上，在用电高峰时电压仅200V，根据I-U伏安特性曲线得
L₁灯的电流是0.44A，L₂灯的电流是0.26A，
根据P=UI得
此时L₁灯的实际功率为88W，L₂灯的实际功率为52W．
（4）两电阻串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V，由I-U图象可知，串联时电流应为0.24A，此时L₁的电压为60V，故此时L₁的功率P=U₁I₁=14.4W；
L₂的电压为160V，故此时L₂的功率P=U₂I₂=38.4W；
（5）由于电流表存在内阻，电压表的读数要大于灯泡两端的实际电压．所以实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I-U图中位置来得偏低．
（6）图（b）是采用滑动变阻器的分压式接法，电路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可变电阻R的最大电阻是5Ω，那么灯泡两端的电压范围就很小，
如果可变电阻R的最大电阻是500Ω或5000Ω，调节可变电阻不利于数据的测量和采集，所以选最大电阻50Ω，最大电流6A，故选B．
故答案为：（1）A；
（2）变大；
（3）88，52；
（4）14.4，38.4；
（5）低；
（6）B．

点评：本题考查识别、理解物理图象的能力．物理上常常从数学的角度理解图象的物理意义．
结合图象和串并联电路的性质进行分析，注意灯丝电阻随电压的变化发生变化，故不能先求电阻，再进行计算．