Question

3．科學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了圖甲進行實驗探究，電源為可調(diào)電壓的學(xué)生電源，小燈泡標(biāo)有“6V  1.2W”字樣，R₀為20Ω的定值電阻．科學(xué)興趣小組根據(jù)記錄的電流表和電壓表示數(shù)變化，描繪出如圖乙所示的U-I關(guān)系圖．

（1）圖中小燈泡與定值電阻R₀的連接方式是并聯(lián)的．
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，通過小燈泡的電流是多少安？
（3）調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，定值電阻R₀消耗的電功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）從甲圖可知，小燈泡與電阻R₀并聯(lián)．
（2）知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計算出燈泡正常發(fā)光時的電阻，電壓表測量的是電源電壓，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點可以知道各支路兩端電壓，應(yīng)用歐姆定律求出通過小燈泡的電流．
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算出R₀消耗的電功率．

解答 解：（1）從甲圖可知，電流分別流入燈泡與電阻R₀，則小燈泡與電阻R₀并聯(lián)，
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V，即U₀₁=U_L1=U=2V，則通過定值電阻R₀的電流為I₀₁=$\frac{{U}_{01}}{{R}_{0}}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
從乙圖中可以看出，此時干路電流為I₁=0.4A，根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知：
此時通過燈泡的電流為I_L1=I-I₀₁=0.4A-0.1A=0.3A；
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知：U₀₂=U_額=6V，
所以，R₀消耗的電功率為：P₀₂=$\frac{{U}_{02}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{20Ω}$=1.8W．
答：（1）并．（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時，通過小燈泡的電流是0.3A；
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，定值電阻R₀消耗的電功率是為1.8W．

點評 本題考查并聯(lián)電路的特點和歐姆定律得應(yīng)用，關(guān)鍵會根據(jù)電功率的計算公式計算電阻和實際功率，并且能夠熟練應(yīng)用歐姆定律．