Question

1．小宇用如图甲所示电路对一只标有“0.8”字样的小灯泡L进行了测试，电源电压恒为9V，电阻箱R₀的阻值可在0-9999Ω之间调节，根据所测数据作出了灯丝的I-U图象（如图乙所示），求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻及电路工作5min所消耗的电能；
（2）电流表示数为0.6A时，电阻箱的阻值及小灯泡的实际功率．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，根据图象读出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻；利用W=UIt求出消耗的电能；
（2）根据图象读出电流表的示数为0.6A时灯泡两端的电压，根据串联电路的特点和欧姆定律即可求出Q=W=UIt求出电阻箱的阻值，利用P=UI求出灯泡的实际功率．

解答 解：（1）由图象可知，通过灯泡的电流I_L=0.8A时，灯泡两端的电压U_L=8V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω；
则电路工作5min所消耗的电能：
W=UIt=9V×0.8A×5×60S=2160J；
（2）由图象可知，通过灯泡的电流I=0.6A时，灯泡两端的电压U_L′=3V，
由甲图可知：小灯泡与电阻箱R₀串联．则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知：
电阻箱R₀两端的电压U_阻=U-U_L′=9V-3V=6V，
由I=$\frac{U}{R}$得：R_阻=$\frac{{U}_{阻}}{I}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
小灯泡的实际功率P_L实=U_L′I=3V×0.6A=1.8W．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；电路工作5min所消耗的电能为2160J；
（2）电流表示数为0.6A时，电阻箱的阻值为10Ω；小灯泡的实际功率为1.8W．

点评 本题考查串联电路的特点和欧姆定律和电功率公式的灵活应用，关键是根据图象读出电流对应的电压关系，要注意灯泡正常发光时的电流和额定电流相等．