Question

某物理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，1.2W“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．则：
（1）灯泡正常发光时的电阻为

30

Ω．
（2）当电压表示数为2V时，每分钟电阻R₀产生的热量是

12

J．
（3）调节电源电压，小灯泡与定值电阻R₀消耗的总功率为0.8W时，小灯泡的实际电功率为

0.6

W．

Answer 1

分析：由电路图可知，灯泡与定值电阻并联接在电源两端，电流表测干路电流，电压表测电阻与灯泡的并联电压；
（1）已知灯泡额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡的电阻．
（2）已知电压与时间，由电功公式可以求出电阻消耗的电能．
（3）由U-I图象找出电路总功率为0.8W时，电路电流与电压，由欧姆定律求出流过定值电阻的电流，由并联电路电流规律求出流过灯泡的电流，然后由电功率公式求出灯泡的实际功率．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，∴灯泡正常发光时的电阻R_L=

U 2 L额

PL额

=

(6V)2

1.2W

=30Ω；
（2）电压表示数为2V时，每分钟电阻R₀产生的热量Q=

U2

R0

t=

(2V)2

20Ω

×60s=12J；
（3）由I-U图象可知，电路电路电流I=0.4A，电源电压U=2V时，
小灯泡与定值电阻R₀消耗的总功率为P_总=UI=2V×0.4A=0.8W，
此时流过定值电阻的电流I₀=

U

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
流过灯泡的电流I_L′=I-I₀=0.4A-0.1A=0.3A，
则灯泡的实际功率P_L实=UI_L′=2V×0.3A=0.6W；
故答案为：（1）30；（2）12；（3）0.6．

点评：本题考查了求灯泡电阻、电阻消耗的电能、灯泡的实际功率等问题，熟练应用电功率的变形公式、电功公式、由图象找出相应的电流与电压、熟练应用欧姆定律、并联电路特点及电功率公式即可正确解题．