Question

6．图（a）是白炽灯L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W）的伏安特性曲线．

（1）随着灯泡L₁功率的增大，其灯丝阻值逐渐变大．（选填变大、变小或不变）
（2）若将它们串联后接在220V电源上，则此时L₁灯的实际功率为14.4 W．
（3）若用图（b）电路测量L₁灯的伏安特性，由于电表存在内阻，实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I-U图中位置来得偏低（选填高或低）．
（4）用图（b） 所示电路测量L₁灯伏安特性时，已知R₀=10Ω，E=300V．则电路中可变电阻R的最大值和最大电流选用下列那种规格，测量效果最好B．
A．5Ω，10A   B．50Ω，6A    C．500Ω，1A      D．5000Ω，1A．

Answer 1

分析 （1）I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数．
（2）两灯串联后接在220V的电源上，则两电阻两端的电压达不到220V，但二者电压之和应为220V，由图可读出电阻的电流，则可求得功率．
（3）由于电流表存在内阻，电压表的读数要大于灯泡两端的实际电压．
（4）图（b）是采用滑动变阻器的分压式接法，电路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可变电阻R的最大电阻是5Ω，那么灯泡两端的电压范围就很小，如果可变电阻R的最大电阻是500Ω或5000Ω，调节可变电阻不利于数据的测量和采集．

解答 解：（1）根据电阻的定义式R=$\frac{U}{I}$可知，I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率等于电阻的倒数．
所以随着灯泡L₁功率的增大，I-U伏安特性曲线的每一点与原点的连线的斜率减小，其灯丝阻值逐渐变大．
（2）白炽灯L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W），
根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，所以L₁的电阻小于L₂的电阻．
根据I-U特性曲线可以知道曲线A的电阻较小，所以曲线A表示灯L₁的伏安特性曲线．
若将这两个灯泡串联在220V的电路上，由图可知，此时电流应为0.24A，L₁灯的电压为70V，则根据P=UI得；
此时L₁灯的实际功率为P=UI=60×0.24=14.4W，
（3）由于电流表存在内阻，电压表的读数要大于灯泡两端的实际电压．所以实际测得的伏安特性曲线比图（a）中描绘出的理想伏安特性曲线在I-U图中位置来得偏低．
（4）图（b）是采用滑动变阻器的分压式接法，电路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可变电阻R的最大电阻是5Ω，那么灯泡两端的电压范围就很小，
如果可变电阻R的最大电阻是500Ω或5000Ω，调节可变电阻不利于数据的测量和采集，所以选最大电阻50Ω，最大电流6A，故选B．
故答案为：（1）变大（2）14.4 （3）低（4）B．

点评 本题考查识别、理解物理图象的能力．物理上常常从数学的角度理解图象的物理意义．
结合图象和串并联电路的性质进行分析，注意灯丝电阻随电压的变化发生变化，故不能先求电阻，再进行计算．