Question

【題目】在圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調的直流學生電源，R0是定值電阻，燈泡L1的額定電壓為12V，且阻值不變，圖乙是燈泡L2的U﹣I圖象．
（1）當開關S接a時，電壓表示數為1.5V，電流表示數為0.25A，求R0的阻值；
（2）當開關S接a時，調節電源電壓，使燈泡L1正常發光，此時L1消耗的功率為6W，求R0的實際功率；
（3）開關S接b時，調節電源電壓，使燈泡L1正常發光，在一段時間內L2消耗300J的電能，求電路閉合了多少分鐘？

Answer 1

【答案】
（1）解：當開關S接a時，R0與L1串聯，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

由I= 可得，R0的阻值：

R0= = =6Ω

（2）解：當開關S接a，燈泡L1正常發光時，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，由P=UI可得，電路中的電流：

I= = =0.5A，

R0的實際功率：

P0=I2R0=（0.5A）2×6Ω=1.5W

（3）解：開關S接b時，兩燈泡串聯，由L1正常發光可知，電路中的電流為0.5A，

由乙圖知L2兩端的電壓為4V，

由W=UIt可得，電路工作的時間：

t= = =150s=2.5min

【解析】（1）當開關S接a時，R0與L1串聯，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出R0的阻值；（2）當開關S接a時，由燈泡正常發光可知其兩端的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，根據P=I2R求出R0的實際功率；（3）開關S接b時，兩燈泡串聯，由燈泡L1正常發光可知電路中的電流，由圖乙可知L2兩端的電壓，根據W=UIt求出電路工作的時間．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功率的計算公式，需要了解歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 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 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，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．