Question

9．如圖甲所示的電路中，已知電源為電壓可調(diào)的直流電源，燈泡L₁的額定電壓為6V，燈L₂上標(biāo)有“3V 0.9W”字樣，L₂的I-U圖象如圖乙所示．

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表的示數(shù)為0.24A，求定值電阻R₀的阻值．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，調(diào)節(jié)電源電壓為8.5V，燈泡L₁恰好正常發(fā)光，求燈泡L₁的額定電功率；
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電源電壓使一只燈泡正常發(fā)光，求電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，R₀與L₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₀的阻值；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，由燈泡正常發(fā)光可知其兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₀兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI求出燈泡L₁的額定電功率；
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，L₁與L₂串聯(lián)，由圖乙可知L₂的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知能正常發(fā)光的燈泡為兩燈泡額定電流中較小的，根據(jù)圖乙讀出此時(shí)L₂兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，利用P=UI求出電路消耗的總功率．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，R₀與L₁串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a，電源的電壓U=8.5V時(shí)，燈泡L₁恰好正常發(fā)光，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓：
U₀′=U-U₁=8.5V-6V=2.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{0}′}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
燈泡L₁的額定電功率：
P₁=U₁I=6V×0.25A=1.5W；
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，L₁與L₂串聯(lián)，
由圖乙可知，L₂的額定電流為0.3A，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，能正常發(fā)光的燈泡為L(zhǎng)₁，此時(shí)電路的電流I=0.25A，
由圖乙可知，L₂兩端的電壓U₂=2V，
則電源的電壓：
U′=U₁+U₂=6V+2V=8V，
電路消耗的總功率：
P=U′I=8V×0.25A=2W．
答：（1）定值電阻R₀的阻值為10Ω；
（2）燈泡L₁的額定電功率為1.5W；
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電源電壓使一只燈泡正常發(fā)光，電路消耗的總功率為2W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是兩燈泡串聯(lián)時(shí)能正常發(fā)光燈泡的判斷和從圖象中獲取有用的信息．