Question

【題目】在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調(diào)的直流學(xué)生電源，燈泡L1的額定電壓為8V，圖乙是燈泡L2的U—I圖像。

（1）當(dāng)開關(guān)S接 時，電壓表的示數(shù)為1.2V，電流表的示數(shù)為0.3A，求定值電阻R0的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S接 時，調(diào)節(jié)電源電壓，使燈泡L1正常發(fā)光，此時R0消耗的功率為1W，求燈泡L1的額定功率；
（3）開關(guān)S接b時，通過調(diào)節(jié)電源電壓使燈泡L1正常發(fā)光，求電路消耗的總功率。

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)開關(guān)S接a時，燈泡L1與電阻R0串聯(lián)（如下圖所示），

∵U0=1．2V，I=0．3A，
∴電阻R0的阻值為：
答：定值電阻R0的阻值為
（2）解：當(dāng)開關(guān)S接a時，燈泡L1與電阻R0串聯(lián)，
∵燈泡L1正常發(fā)光時，
∴燈泡L1兩端的電壓為額定電壓U1=8V，
又∵此時R0消耗的功率為P0=1W，而R0=4Ω，
∴此時電路中的電流為： ，即I1=I0=0．5A，
燈泡L1的額定功率為：P1=U1I1=8V×0．5A=4W．
答：燈泡L1的額定功率4W.
（3）解：開關(guān)S接b時，燈泡L1與燈泡L2串聯(lián)（如下圖所示），

∵燈泡L1正常發(fā)光，
∴此時電路中的電流為I1=I2=0．5A，
從燈泡L2的U-I圖象可知，當(dāng)電流為0．5A時，燈泡L2兩端的電壓為U2=4V，
則電源電壓為：U=U1+U2=8V+4V=12V，
∴電路消耗的總功率為：P總=UI1=12V×0．5A=6W．
答：電路消耗的總功率
【解析】（1）開關(guān)S接a時，燈泡L1與電阻R0串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是電阻R0兩端的電壓，知道電阻R0兩端的電壓和通過的電流，利用公式R=可計算出電阻R0的阻值；
（2）燈泡L1正常發(fā)光時，則燈泡L1兩端的電壓為額定電壓，知道此時電阻R0消耗的功率和其阻值的大小，可利用公式P=I2R計算出此時電路中的電流，最后再利用公式P=UI計算出燈泡L1的額定功率；
（3）開關(guān)S接b時，燈泡L1與燈泡L2串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是燈泡L2兩端的電壓，而燈泡L1正常發(fā)光，則此時電路中的電流為0.5A，從燈泡L2的U-I圖象上找到當(dāng)電流為0.5A時，燈泡L2兩端的電壓，又知道燈泡L1的額定電壓，利用串聯(lián)電路電壓的特點計算出電源電壓，最后再利用公式P=UI計算出電路消耗的總功率．
【考點精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．