Question

【題目】某物理興趣小組同學設計了如圖甲所示的電路圖進行實驗探究，電源為可調壓直流學生電源，電壓表量程為“0～15V”，電流表量程為“0～0.6A”，小燈泡標有“6V，1.2W“字樣，R0為20Ω的定值電阻。小組根據記錄的電流表和電壓表示數變化，描繪出U-I關系圖，如圖19乙所示。則：

（1）求燈泡正常發光時的電阻；

（2）求當電壓表示數為2V時，每分鐘電阻R0產生的熱量；

（3）調節電源電壓，當小燈泡與定值電阻R0消耗的總功率為0.8W時，求小燈泡的實際電功率。

Answer 1

【答案】（1）30Ω （2）12J （3）0.6W。

【解析】（1）∵U額 =6V，P額 =1.2W，

∴燈泡正常發光時的電阻為：R=U額2/P額=(6V)2/1.2W=30Ω；

（2）從甲圖可知，小燈泡與電阻R0 并聯，

當電壓表的示數為2V，即U=UL =U0 =2V，而R0 =20Ω，

∴通過R0 的電流為：I0 =U0/R0=2V/20Ω=0.1A，

又∵t=1min=60s，∴每分鐘電阻R0 產生的熱量為：Q=I0 2 R0 t=（0.1A）2 ×20Ω×60s=12J；

（3）當電路消耗的總功率為0.8W，從乙圖中可以看出，電流表和電壓表的示數為0.4A和2V；此時通過定值電阻R0 的電流為：I0 ′=U′/R0=2V/20Ω=0.1A，

通過燈泡的電流為：IL ′=I-I0 ′=0.4A-0.1A=0.3A，

∴燈泡的實際功率為：PL實 =U′IL ′=2V×0.3A=0.6W