Question

13．小明用如图甲所示的电路通过实验测得灯泡L的电流随电压变化的曲线为如图乙所示．灯泡L的额定电压为5V，电源电压为6V（保持不变）
①由图可知，当灯泡L正常发光时，此时灯泡的电阻是8.3Ω（保留小数点后一位数字），图中曲线可得灯泡电阻的变化规律是灯泡的电阻随温度的升高而增大；
②通过调节滑动变阻器，使灯泡L两端的电压为3V，则此时灯泡L消耗的实际功率为1.5W．
③若把滑动变阻器换成阻值为10Ω的定值电阻，接通电路，则此时灯泡L消耗的实际功率为0.8W．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图象读出通过灯泡的电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻，分析灯泡电阻电压和电流的变化量，根据欧姆定律分析灯泡电阻的变化；
（2）根据图象读出灯泡L两端的电压为3V时的电流，根据P=UI求出此时灯泡L消耗的实际功率；
（3）把滑动变阻器换成阻值为10Ω的定值电阻后，通过灯泡和定值电阻的电流相等，它们两端的电压之和等于电源的电压，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据P=UI求出此时灯泡L消耗的实际功率．

解答 解：①灯泡正常发光时的电压U_L=5V，由图象可知通过灯泡的电流I_L=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{5V}{0.6A}$≈8.3Ω，
由图可知，电压增大时通过灯泡的电流也增大，灯泡的实际功率增大，温度升高，且电压的增加量大于电流的增加量，由R=$\frac{△U}{△I}$可知，灯泡的电阻增大，故灯泡电阻的变化规律是灯泡的电阻随温度的升高而增大；
②由图象可知，灯泡L两端的电压U_L′=3V时，通过的电流I_L′=0.5A，
则此时灯泡L消耗的实际功率：P_L′=U_L′I_L′=3V×0.5A=1.5W；
③把滑动变阻器换成阻值R=10Ω的定值电阻后，
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，
所以电源电压：U=I_L″R+U_L″，即6V=I_L″×10Ω+U_L″，
由图象可知，当I_L″=0.4A，U_L″=2V时符合，
则此时灯泡L消耗的实际功率：P_L″=U_L″I_L″=2V×0.4A=0.8W．
故答案为：①8.3；灯泡的电阻随温度的升高而增大；②1.5；③0.8．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是从图象中读出电压和电流的对应值以及分析图象得出灯泡电阻的变化规律．