Question

16．图甲所示是电阻R与灯泡L的I-U图象，灯泡L上标有“6V 6W”字样．求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）如图乙所示，灯泡L与电阻R并联接入电路中，当R消耗功率为0.4W时，灯泡L消耗的电功率；
（3）如图丙所示，灯泡L与电阻R串联接入电路中，当灯泡L与电阻R串联总电压为6V时，灯泡L的电阻．

Answer 1

分析 （1）额定电压下灯泡正常发光，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡L正常发光时的电阻；
（2）根据图象读出R消耗功率为0.4W时两端的电压，根据并联电路的电压特点可知L两端的电压，再根据图象读出对应的电流，利用P=UI求出灯泡L消耗的电功率；
（3）当灯泡L与电阻R串联总电压为6V时，通过它们的电流相等，且总电压等于它们两端的电压之和，根据图象读出符合的电流和电压，根据欧姆定律求出灯泡的电阻．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）由图象可知，当U_R=2V、I_R=0.2A时，R消耗功率P_R=U_RI_R=2V×0.2A=0.4W，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，此时灯泡两端的电压：
U_L′=U_R=2V，
由图象可知，通过L的电流I_L′=0.4A，
则灯泡L消耗的电功率：
P_L′=U_L′I_L′=2V×0.4A=0.8W；
（3）当灯泡L与电阻R串联总电压为6V时，
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，由图象可知，当电路中的电流I=0.4A、L两端的电压U_L′=2V、R两端的电压U_R′=4V时符合，
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡L的电阻：
R_L′=$\frac{{U}_{L}′}{I}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω．
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻为6Ω；
（2）如图乙所示，灯泡L与电阻R并联接入电路中，当R消耗功率为0.4W时，灯泡L消耗的电功率为0.8W；
（3）如图丙所示，灯泡L与电阻R串联接入电路中，当灯泡L与电阻R串联总电压为6V时，灯泡L的电阻为5Ω．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键．