Question

某興趣小組利用圖甲所示電路進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)研究．
（1）閉合S₁，斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)電源電壓，得到上表中三組數(shù)據(jù)．請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計(jì)算電阻R的阻值．（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）

	1	2	3
V	2.0	4.0	5.0
A	0.2	0.39	0.51

（2）斷開(kāi)S₁，閉合S₂，調(diào)節(jié)電源電壓進(jìn)行有關(guān)測(cè)量．根據(jù)記錄的燈泡L的電壓和電流的數(shù)據(jù)繪制成電壓和電流的關(guān)系圖象（如圖乙）．根據(jù)圖象，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.5V時(shí)，50s時(shí)間內(nèi)，燈泡L消耗了多少電能？
（3）同時(shí)閉合S₁和S₂，調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)燈泡L的功率為1W時(shí)，R與R_L的總功率是多大？

Answer 1

分析：（1）閉合S₁，斷開(kāi)S₂，電路中只有電阻R工作，電壓表測(cè)量R兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，根據(jù)歐姆定律可求R的阻值，求出后求其平均值．
（2）斷開(kāi)S₁，閉合S₂，電路中只有燈泡工作，電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)量電路總電流，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.5V時(shí)，從圖象上找到對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)公式W=UIt可求燈泡消耗的電能．
（3）同時(shí)閉合S₁和S₂，電阻R與燈泡并聯(lián)，已知燈泡的功率，根據(jù)公式P=UI和圖象，找出對(duì)應(yīng)的電壓和電流，再利用公式P=

U2

R

求出R的功率，進(jìn)一步求出總功率．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律可知，電阻R₁=

2V

0.2A

=10Ω，R₂=

4V

0.39A

=10.3Ω，R₃=

5V

0.51A

=9.8Ω，
所以R=

R1+R2+R3

3

=

10Ω+10.3Ω+9.8Ω

3

=10.0Ω．
答：電阻R的阻值為10.0Ω．
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為0.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)電流I=0.2A，
燈泡L消耗電能W=UIt=0.5V×0.2A×50s=5J．
答：燈泡L消耗電能5J．
（3）根據(jù)公式P=UI可知，當(dāng)燈泡L的功率為1W時(shí)，從圖象上可以看出，燈泡兩端的電壓為2.5V，通過(guò)的電流為0.4A，
所以R的功率P₁=

U 2 1

R

=

(2.5V)2

10Ω

=0.625W，
R與R_L的總功率是P=0.625W+1W=1.625W．
答：R與R_L的總功率是1.625W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電阻、消耗電能、電功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是根據(jù)圖象得出數(shù)據(jù)解決問(wèn)題，還考查了減小誤差的方法，多次測(cè)量求平均值．