Question

14．如图为一定值电阻和小灯泡的I-U图象，根据图象提供的信息，求：
（1）定值电阻是A，它的阻值为多大？
（2）若将他们并联，接在4.0V的电源上，电路中的总电流为多大？
（3）若将他们串联，接在电压为7V的电源上，这个电路一分钟消耗的总电能是多少焦？

Answer 1

分析 （1）分析图象可知，元件A的图象是一条正比例函数图象，说明通过元件A的电流与两端电压成正比，即元件A的电阻是一定的，因此可以在图象A上找一点，根据对应的电流与电压，利用公式R=$\frac{U}{I}$求出元件A的电阻；
（2）两元件并联后接在4.0V的电源上时，它们两端的电压相等，根据图读出通过两元件的电流，根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流；
（3）两元件串联后接在7V的电源上时，通过他们的电流相等且总电压等于各分电压之和，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据W=UIt求出电路一分钟消耗的总电能．

解答 解：（1）由图象可值，A的图象是一条正比例函数图象，则A为定值电阻；
当U_A=4.0V时，通过的电流I_A=0.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，元件A的阻值：
R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω；
（2）两元件并联后接在4.0V的电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两元件两端的电压U_A=U_B=4.0V，
由图象可知，通过两元件的电流分别为I_A=0.2A，I_B=0.15A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流：
I=I₁+I₂=0.2A+0.15A=0.35A；
（3）两元件串联后接在7V的电源上时，
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，由图象可知，当I′=0.15A，U_A′=3V，U_B′=4V时符合，
这个电路一分钟消耗的总电能：
W=UI′t=7V×0.15A×60s=63J．
答：（1）A；它的阻值为20Ω；
（2）电路中的总电流为0.35A；
（3）这个电路一分钟消耗的总电能是63J．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的灵活应用，关键是根据图象读出对应的电压和电流值．