Question

13．小明用如圖甲所示的電路通過實驗測得燈泡L的電流隨電壓變化的曲線為如圖乙所示．燈泡L的額定電壓為5V，電源電壓為6V（保持不變）
①由圖可知，當(dāng)燈泡L正常發(fā)光時，此時燈泡的電阻是8.3Ω（保留小數(shù)點后一位數(shù)字），圖中曲線可得燈泡電阻的變化規(guī)律是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
②通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡L兩端的電壓為3V，則此時燈泡L消耗的實際功率為1.5W．
③若把滑動變阻器換成阻值為10Ω的定值電阻，接通電路，則此時燈泡L消耗的實際功率為0.8W．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖象讀出通過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時燈泡的電阻，分析燈泡電阻電壓和電流的變化量，根據(jù)歐姆定律分析燈泡電阻的變化；
（2）根據(jù)圖象讀出燈泡L兩端的電壓為3V時的電流，根據(jù)P=UI求出此時燈泡L消耗的實際功率；
（3）把滑動變阻器換成阻值為10Ω的定值電阻后，通過燈泡和定值電阻的電流相等，它們兩端的電壓之和等于電源的電壓，根據(jù)圖象讀出符合題意的電流和電壓，根據(jù)P=UI求出此時燈泡L消耗的實際功率．

解答 解：①燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=5V，由圖象可知通過燈泡的電流I_L=0.6A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{5V}{0.6A}$≈8.3Ω，
由圖可知，電壓增大時通過燈泡的電流也增大，燈泡的實際功率增大，溫度升高，且電壓的增加量大于電流的增加量，由R=$\frac{△U}{△I}$可知，燈泡的電阻增大，故燈泡電阻的變化規(guī)律是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
②由圖象可知，燈泡L兩端的電壓U_L′=3V時，通過的電流I_L′=0.5A，
則此時燈泡L消耗的實際功率：P_L′=U_L′I_L′=3V×0.5A=1.5W；
③把滑動變阻器換成阻值R=10Ω的定值電阻后，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且總電壓等于各分電壓之和，
所以電源電壓：U=I_L″R+U_L″，即6V=I_L″×10Ω+U_L″，
由圖象可知，當(dāng)I_L″=0.4A，U_L″=2V時符合，
則此時燈泡L消耗的實際功率：P_L″=U_L″I_L″=2V×0.4A=0.8W．
故答案為：①8.3；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；②1.5；③0.8．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖象中讀出電壓和電流的對應(yīng)值以及分析圖象得出燈泡電阻的變化規(guī)律．