Question

19．某物理兴趣小组的同学设计了如图甲所示的电路图进行实验探究，电源电压可以调节，小灯泡标有“6V，1.2W”字样，小灯泡的U-I关系如图乙，R₀为20Ω的定值电阻．

（1）小灯泡正常发光时的电阻．
（2）调节电源电压，当电压表示数为2V时，求小灯泡的实际功率和电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出灯泡正常发光时的电阻．
（2）从甲图可知，小灯泡与电阻R₀并联，电压表测量的是电源电压，根据并联电路电压的特点可以知道各支路两端电压，由乙图可直接读出此时灯光的电流，由P=UI计算灯泡的实际功率；知道电阻R₀的阻值，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出它的电功率，再计算出总功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡正常发光时的电阻为：
R=$\frac{{{U}_{L额}}^{2}}{{P}_{L额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{1.2W}$=30Ω；
（2）从甲图可知，小灯泡与电阻R₀并联，
当电压表的示数为2V，所以U=U_L=U₀=2V，
由乙图，此时灯泡的电流I_L=0.4A，
由P=UI，灯泡的实际功率P_实L=U_LI_L=2V×0.4A=0.8W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，R₀的电功率P₀=$\frac{（{U}_{0}）^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（2V）^{2}}{20Ω}$=0.2W，
所以此时电流消耗的总功率P=P_实L+P₀=0.8W+0.2W=1W．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻30Ω；
（2）当电压表示数为2V时，小灯泡的实际功率为0.8W，电路消耗的总功率1W．

点评 知道并联电路的特点，会根据电功率的计算公式计算电阻和实际功率，并且能够熟练应用欧姆定律．在（2）题中，也可求总电流，根据P=UI计算总功率．