定值电阻R0和灯泡L的U-I图象如甲所示．(1)求定值电阻R0的阻值．(2)将R0与灯L串联接在6V的电源两端时.求灯丝的实际电阻值．(3)将R0与灯L并联接入电路并调节电源电压.当 R0消耗的电功率为4.9W时.灯L恰好正常发光.求灯L的额定电功率．(4)把R0.L及滑动变阻器组成如图乙所示电路后.将开关S与接线柱a接通.调节滑动变阻器� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

7．

定值电阻R₀和灯泡L的U-I图象如甲所示．
（1）求定值电阻R₀的阻值．
（2）将R₀与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值．
（3）将R₀与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R₀消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率．
（4）把R₀、L及滑动变阻器组成如图乙所示电路后，将开关S与接线柱a接通，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6.5V；再将S与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，此时电压表的示数为6V．则电源电压为多大？

分析（1）从图象上读取任意一组电流和对应的电压值，根据欧姆定律求出定值电阻R₀的阻值；
（2）将R₀与灯L串联接在6V的电源两端时，通过他们的电流相等，它们两端的电压之和等于电源的电压，根据图象读出符合题意的电流和电压，根据欧姆定律求出灯丝的实际电阻值；
（3）将R₀与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R₀消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，根据并联电路的电压特点和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₀两端的电压即为灯泡的额定电压，根据图象读出通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯L的额定电功率；
（4）将开关S与接线柱a接通，R₀与滑动变阻器串联，电压表测R₀两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；再将S与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压，根据图象读出通过L的电流即为电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出变阻器接入电路中的电阻，进一步求出电源的电压．

解答解：（1）由图象可知，当定值电阻两端的电压U₀=4V时，通过的电流I₀=0.4A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω；
（2）将R₀与灯L串联接在6V的电源两端时，
因串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
所以，由图象可知，当电路中的电流为0.4A、灯泡两端的电压为2V、R₀两端的电压为4V时符合，
则灯丝的实际电阻值：
U_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2V}{0.4A}$=5Ω；
（3）将R₀与灯L并联接入电路并调节电源电压，当R₀消耗的电功率为4.9W时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的额定电压：
U_L′=U₀′=$\sqrt{{P}_{0}{R}_{0}}$=$\sqrt{4.9W×10Ω}$=7V，
由图象可知，通过灯泡的电流I_L′=0.75A，
则灯泡的额定功率：
P_L=U_L′I_L′=7V×0.75A=5.25W；
（4）将开关S与接线柱a接通，R₀与滑动变阻器串联，电压表测R₀两端的电压，
此时电路中的电流：
I₁=$\frac{{U}_{0}″}{{R}_{0}}$=$\frac{6.5V}{10Ω}$=0.65A，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：
U=I₁（R₀+R_滑）=0.65A×（10Ω+R_滑），
再将S与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压，
由图象可知，电路中的电流I₂=I_L″=0.7A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U_L″+I₂R_滑=6V+0.7A×R_滑，
因电源的电压不变，
所以，0.65A×（10Ω+R_滑）=6V+0.7A×R_滑，
解得：R_滑=10Ω，
则电源的电压U=I₁（R₀+R_滑）=0.65A×（10Ω+10Ω）=13V．
答：（1）定值电阻R₀的阻值为10Ω；
（2）将R₀与灯L串联接在6V的电源两端时，灯丝的实际电阻值为5Ω；
（3）灯L的额定电功率为5.25W；
（4）电源电压为13V．

点评本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律’电功率公式的应用，从图象中获取有用的信息是关键．

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