Question

【題目】定值電阻R1、R2和標有額定功率為“0.9W”字樣白熾燈L和特殊電子元件E并聯接在電路中，且R1＜R2 ， 改變電路兩端電壓U，通過每個電阻、電燈和特殊電子元件的電流也相應改變，根據實驗數據繪出R1、R2、RL和RE的I一U（或U一I）圖線，如圖所示．
（1）白熾燈的額定電流為A，
（2）若將定值電阻R1與特殊電子元件E并聯后接在電壓為3V電路中，電路消耗的總功率是W．
（3）若將定值電阻R2與白熾燈L串聯后，接在電壓為3.5V的電路中，則電阻R2在1分鐘內產生的熱量是J．

Answer 1

【答案】
（1）0.3
（2）1.95
（3）22.5
【解析】解：（1）由第一幅圖象可知，當兩電阻兩端的電壓相同時，通過定值電阻A的電流比B大，由歐姆定律可知B的電阻大、A的電阻�。灰騌1＜R2 ， 所以OA代表R1的I﹣U圖線； 由第二幅圖象可知，電壓增大，電流增大，但電流的變化量比電壓的變化量大，根據歐姆定律可知OC代表的電阻減小；
從第三幅圖象可知，電壓增大，電流增大，電壓的變化量大于電流的變化量，根據歐姆定律可知OD代表的電阻變大；
因白熾燈泡的電阻會隨兩端電壓的變大，功率變大，溫度升高而變大，所以OD代表白熾燈的I﹣U圖線，OC代表的是電子元件E的I﹣U圖線；從圖象中可知當燈泡兩端的電壓為3V時，電流為0.3A，此時燈泡的功率為0.9W．（2）查圖可知，當電壓為U=3V時，R1中的電流為I1=0.35A，電子元件中的電流為IE=0.3A，
電路中的總電流為I′=I1+IE=0.35A+0.3A=0.65A，
電路的總功率為P總=UI′=3V×0.65A=1.95W．（3）查圖可知當電流為I=0.15A，燈泡兩端的電壓為UL=1V，R2兩端的電壓為U2=2.5V時，電路兩端的電壓為3.5V；
電阻R2在1分鐘內產生的熱量為Q=W=U2It=2.5V×0.15A×60s=22.5J．
答：（1）0.3；（2）1.95；（3）22.5．
（1）從第一個圖象中任找一組定值電阻R1、R2的電流和對應的電壓，根據歐姆定律可知電壓相同時，電流越大電阻越小，進一步根據R1＜R2確定OA代表的電阻；再根據燈泡的電阻隨著電壓的增大，功率增大，亮度增加，燈絲溫度升高，因此電阻變大結合圖象判斷表示白熾燈的I﹣U圖線，再根據P=UI從圖象中找出額定功率對應的電流；最后分析特殊電子元件E的電阻隨電壓的變化．（2）根據定值電阻R1與特殊電子元件E的I﹣U圖線找到3V時對應的電流，再根據并聯電路的電流特點求出總電流，最后根據P=UI求出此時電路消耗的總功率．（3）根據串聯電路各處的電流相等結合定值電阻R2與白熾燈L的I﹣U圖線，找到滿足條件的電壓，根據Q=W=UIt求出電阻R2在1分鐘內產生的熱量．