Question

在圖甲所示的電路中，電源是電壓可調(diào)的直流電源，s是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，燈L₁正常發(fā)光時(shí)的電壓為8V，圖乙是燈L₂的U-I圖象．

（1）當(dāng)S接a時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.2V，電流表的示數(shù)為0.3A，求R₀的阻值；
（2）當(dāng)S接a時(shí)，調(diào)節(jié)電源電壓，使L₁正常發(fā)光，電壓表的示數(shù)為2V，求此時(shí)燈L₁的電阻R₁；
（3）當(dāng)S接b時(shí)，調(diào)節(jié)電源電壓，使L₁正常發(fā)光，求此時(shí)燈L₂的電阻R₂．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，燈泡L₁與電阻R₀串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，電壓表測(cè)量的是電阻R₀兩端的電壓（如圖所示），知道電阻R₀兩端的電壓和通過(guò)的電流，可利用歐姆定律的變形公式計(jì)算出電阻R₀的阻值．
（2）調(diào)節(jié)電源電壓，使燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)，則燈泡L₁兩端的電壓為額定電壓，知道此時(shí)電阻R₀兩端電壓和阻值的大小，可利用歐姆定律求出電路中的電流，最后再利用歐姆定律的變形公式求出燈泡L₁的阻值．
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，燈泡L₁與燈泡L₂串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，電壓表測(cè)量的是燈泡L₂兩端的電壓（如圖所示），而燈泡L₁正常發(fā)光，則此時(shí)電路中的電流為0.5A，從燈泡L₂的U-I圖象上找到當(dāng)電流為0.5A時(shí)，燈泡L₂兩端的電壓，然后利用歐姆定律的變形公式求出燈泡L₂的阻值．

解答：解：
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，燈泡L₁與電阻R₀串聯(lián)；
∵U₀=1.2V，I₀=0.3A，
∴電阻R₀的阻值為：R₀=

U0

I0

=

1.2V

0.3A

=4Ω．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，燈泡L₁與電阻R₀串聯(lián)；
∵燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)，
∴燈泡L₁兩端的電壓為額定電壓U₁=8V；
此時(shí)電路中的電流：I₁=

U ′ 0

R0

=

2V

4Ω

=0.5A，
故燈L₁的電阻R₁=

U1

I1

=

8V

0.5A

=16Ω；
（3）開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，燈泡L₁與燈泡L₂串聯(lián)；
∵燈泡L₁正常發(fā)光，
∴此時(shí)電路中的電流為I₁=I₂=0.5A，
從燈泡L₂的U-I圖象可知，當(dāng)電流為0.5A時(shí)，燈泡L₂兩端的電壓為U₂=4V，
故燈L₂的電阻：R₂=

U2

I2

=

4V

0.5A

=8Ω．
答：（1）定值電阻R₀的阻值為4Ω．
（2）燈L₁的電阻為16Ω；
（3）燈L₂的電阻為8Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和閉合對(duì)電路的影響，以及串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)，對(duì)歐姆定律及其公式變形的理解和應(yīng)用，解答此題的關(guān)鍵是我們要能夠準(zhǔn)確的分析電路的連接情況，并且能夠從圖象提取有用信息．