题目内容

1.某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件(如图甲所示):透明玻璃壳内有一个标有“6V 3W”字样的小灯泡L(阻值不变)和一个由一种特殊金属丝制成的导体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6伏的实验装置: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)在丙图上作出灯泡L的电流随电压变化的函数图象.
(2)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1.08W.

分析 (1)由P=UI计算灯泡正常发光时的电流,因为灯泡阻值不变,由此知灯泡电流与电压关系,从而画出灯泡的电流随电压变化的函数图象;
(2)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,电阻R0和灯L串联,根据串联电路的电流和电压特点,找到此时电路中电流和灯泡两端电压,再利用P=UI求出小灯泡消耗的电功率.

解答 解:
(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A,
因为灯泡阻值不变,由此知灯泡电流与其两端电压成正比,由此画出灯泡的电流随电压变化的函数图象如图所示:
;
(2)由图可知,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,电阻R0和灯L串联,如图所示:

由串联电路特点知,U总=UL+U=IRL+U0,
串联电路中电流处处相等,由图象可知,当I=0.3A时,U0=2.4V,UL=3.6V,符合电源电压6V的条件,
则此时小灯功率为:
PL=ULI=3.6V×0.3A=1.08W.
答:(1)见上图;(2)1.08.

点评 本题考查了学生对灯铭牌的理解和运用、串并联电路的特点,涉及到作U-I图象,关键是正确找到灯与R0串联时的电流和对应的电压值,有一定难度.

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