Question

某兴趣小组利用如图所示电路进行如下的实验研究。

       

（1）闭合S₁，断开S₂，调节电源电压，得到上表中三组数据。请根据表中的数据，计算电阻R的阻值。（计算结果保留1位小数）
（2）断开S₁，闭合S₂，调节电源电压进行有关测量。根据记录到灯泡L的电压和电流的数据绘制成电压和电流的关系图像（如下图所示）。由图像可知，当电压表示数为2V时，50s时间内，灯泡L消耗了多少电能？

（3）同时闭合S₁和S₂，调节电源电压，当灯泡L的功率为1W时，电阻R与灯泡L的总功率是多大？

Answer 1

解：（1）闭合S₁，断开S₂，电路中只有电阻R
        根据欧姆定律有R=U/I
        三次计算的电阻值分别为R₁=10.0Ω，R₂=10.3Ω，R₃=9.8Ω
        R=（R₁＋R₂＋R₃）/3=（10.0Ω＋10.3Ω＋9.8Ω）/3=10.0Ω
（2）断开S₁，闭合S₂，电路中只有L
        由图像可知，当电压表示数为2V时，对应的电流I=0.37A（0.36～0.38A均可）
        则W=UIt=2V×0.37A×50s=37J （36J～38J均可）
（3）S₁、S₂闭合，电阻R与灯泡L并联
        从图像可查出，当灯泡功率为1W时，灯泡两端电压U=2.5V，通过灯泡的电流I = 0.4A
        因为电阻与灯泡并联时电压相等，所以P_R=U²/R=（2.5V）²/10.0Ω=0.625W
        总功率为P_总=P_R+P_灯=1W+0.625W=1.625W