Question

15．如图为小艺同学通过实验获得的定值电阻A和小灯泡B的I-U图象，根据图象提供的信息，求：
（1）小艺认为小灯泡的电阻随着电压的增加而变大，你认为对吗？请说明理由．
（2）元件A的阻值为多大？
（3）若将它们并联，接在5V的电源上，电路中的总电流为多大？
（4）若将它们串联，接在某电源上，电路中的总电流是0.15A，电源电压是多大？

Answer 1

分析 （1）由图象可知B是灯泡的I-U图象，根据图象可知灯泡两端电压和对应电流的变化，根据欧姆定律可知灯泡电阻的变化，进一步根据灯丝电阻与温度的关系解释原因；
（2）A是定值电阻的I-U图象，读出任意一组电压和电流，根据欧姆定律求出元件A的阻值；
（3）根据图象读出两者并联在5V的电源上时，通过两者的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流；
（4）根据图象读出两者串联、电路中的总电流为0.15A时，两者两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压．

解答 解：
（1）由图象可知B是灯泡的I-U图象，且电压的变化量大于电流的变化量，根据欧姆定律可知小灯泡的电阻随着电压的增加而变大；
原因是灯泡电压越大，通过的电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大．
（2）A是定值电阻的I-U图象，当U_A=5V时，I_A=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{5V}{0.25A}$=20Ω；
（3）由图可知，当A和B并联在5V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两者两端的电压均为5V，
由图象可知，通过它们的电流都为0.25A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路的电流：I_总=I_A+I_B=0.25A+0.25A=0.5A；
（4）当两者串联接在电路中时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，通过两者的电流均为0.15A，
由图象可知，U_A=3V，U_B=2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源电压：U=U_A+U_B=3V+2V=5V．
答：（1）对，原因是灯越亮，灯丝温度越高，则灯丝的电阻就越大；
（2）元件A的阻值为20Ω；
（3）若将它们并联，接在5V的电源上，电路中的总电流为0.5A；
（4）若将它们串联，接在某电源上，电路中的总电流是0.15A，电源电压是5V．

点评 本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是根据图象得出对应的信息和根据欧姆定律分析灯泡电阻随电压的变化．