Question

4．如圖所示，直線A為某電源的U-I圖線，曲線B為某小燈泡D₁的U-I圖線的一部分，用該電源和小燈泡D₁組成閉合電路時(shí)，燈泡D₁恰好能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 此電源的內(nèi)阻為0.5Ω
• B． 燈泡D₁的額定電壓為3V，額定功率為6W
• C． 把燈泡D₁換成“3V，20W”的燈泡D₂，電源的輸出功率將變小
• D． 把D₁和“3V，20W”的燈泡D₂并聯(lián)后接在電源上，兩燈泡仍能正常發(fā)光

Answer 1

分析 電源的外特性曲線與燈泡伏安特性曲線的交點(diǎn)就是燈泡與電源連接時(shí)的工作狀態(tài)，由圖可讀出工作電壓和電流及電源的電動(dòng)勢，從而可算出電源的輸出功率，最后依據(jù)并聯(lián)特征，結(jié)合閉合電路歐姆定律，即可判定能否正常發(fā)光．

解答 解：A、由圖讀出電源的電動(dòng)勢為 E=4V，圖線A的斜率大小表示電源的內(nèi)阻，則 r=$\frac{4-1}{6}$Ω=0.5Ω，故A正確；
B、燈泡與電源連接時(shí)，A、B兩圖線的交點(diǎn)表示燈泡的工作狀態(tài)，則知其電壓U=3V，I=2A，則燈泡D₁的額定電壓為3V，功率為P=UI=6W，故B正確．
C、把燈泡D₁換成“3V，20W”的燈泡D₂，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知：燈泡D₂的正常工作時(shí)的電阻為 R₂=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{3}^{2}}{20}$=0.45Ω
燈泡D₁的電阻為R₁=$\frac{U}{I}$=$\frac{3}{2}$Ω=1.5Ω，把燈泡D₁換成“3V，20W”的燈泡D₂時(shí)，輸出電壓小于3V，燈泡D₂的電阻小于0.45Ω，更接近電源的內(nèi)阻，電源的輸出功率將變大，故C錯(cuò)誤；
D、若把D₁和“3V，20W”的燈泡D₂并聯(lián)后接在電源上，那么閉合電路中電源外電壓U_外=E-$\frac{E}{R+r}$r=4-$\frac{4}{\frac{1.5×0.45}{1.5+0.45}+0.5}$×0.5=1.6V，因此它們不能正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤；
故選：AB．

點(diǎn)評 解決這類問題的關(guān)鍵在于從數(shù)學(xué)角度理解圖象的物理意義，抓住圖象的斜率、面積、截距、交點(diǎn)等方面進(jìn)行分析，更加全面地讀出圖象的物理內(nèi)涵．