Question

4．一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示．由图可得定值电阻R的阻值为10Ω；当电压增大时，L的电阻增大，产生这一现象的原因是灯丝的电阻与温度有关，当把这个工具接在电压为2V的电路两端，该电工工具的工作电流0.8 A，此时L的电阻是3.3Ω．（保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）由图象可知，R的I-U图象是正比例函数，则R是定值电阻，读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出R的阻值；
（2）由图象读出小灯泡两端的电压分别为1V、2V、4V时对应的电流，根据欧姆定律求出电阻，进一步归纳得出灯泡电阻随电压的变化，然后根据影响电阻大小的因素判断电阻变化的原因；
（3）小灯泡L与电阻R并联时两端的电压相等，根据图象读出对应的电流，根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流，利用欧姆定律求出此时L的电阻．

解答 解：（1）由图象可知，当U_R=2V时，通过的电流I_R=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（2）由图象可知，小灯泡两端的电压分别为1V、2V、4V时对应的电流分别为0.4A、0.6A、0.8A，
则对应的电阻分别为：
R_L1=$\frac{{U}_{L1}}{{I}_{L1}}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω，R_L2=$\frac{{U}_{L2}}{{I}_{L2}}$=$\frac{2V}{0.6A}$≈3.3Ω，R_L3=$\frac{{U}_{L3}}{{I}_{L3}}$=$\frac{4V}{0.8A}$=5Ω，
由此可见，随着电压的升高，L的阻值逐渐增大，
因灯泡两端的电压增大时，通过的电流增大，且灯丝的长度、材料、横截面积不变，
所以，由P=UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，故灯泡电阻变大的原因是灯丝的电阻与温度有关；
（3）电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成，当把这个工具接在电压为2V的电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，U_L=U_R=2V，
由图象可知，对应的电流分别为I_L=0.6A，I_R=0.2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路中的总电流：
I=I_L+I_R=0.6A+0.2A=0.8A，
此时L的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.6A}$≈3.3Ω．
故答案为：10；增大；灯丝的电阻与温度有关；0.8；3.3．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象得出相关的信息和归纳出灯泡电阻与电压的关系．