Question

13．如图甲所示，灯泡标有“8V”字样，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出电流电压值，画出了定值电阻R₀的U-I图象；当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U-I图象，如图乙所示．灯泡的额定功率6.4W，定值电阻R₀的阻值10Ω，若将R₀与L串联后接在6V的电源两端时，电路中的电流0.4A，此时灯泡的功率0.8W．若将R₀与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，电路中的总电流1.45A．

Answer 1

分析 （1）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，由图象读出对应的电流，根据P=UI求出其大小；
（2）从R₀的U-I图象中任读出一组电压和电流值，根据欧姆定律求出定值电阻R₀的阻值；
（3）已知电源电压，灯泡和电阻串联，电流相同，根据图象找到电流相同的点，并且灯泡和电阻两端的电压之和为6V，根据P=UI求出此时灯泡的功率；
（4）将R₀与L并联接入电路并调节电源电压，知道R₀消耗的电功率和电阻，根据P=I²R求出通过R₀的电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压，根据图象读出通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点求出电路中的总电流．

解答 解：
（1）由图象可知，灯泡两端的电压U_L=8V时，通过的电流I_L=0.8A，
则灯泡的额定功率P_L额=U_L额I_L额=8V×0.8A=6.4W；
（2）由图象可知：当U₀=2V时，I₀=0.2A，
根据欧姆定律可得：
R₀=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（3）串联时电源电压为6V时，电流相同，
观察图可知，当电流为0.4A时，电阻电压4V，灯泡电压2V，电阻与灯泡的电压和正好为6V，
此时灯泡电压为U_L=2V，I_L=0.4A，
则此时灯泡的功率：P_L=U_LI_L=2V×0.4A=0.8W；
（4）将R₀与L并联接入电路并调节电源电压，
由P=I²R可得，R₀消耗的电功率为4.9W时，电路中的总电流：
I₀′=$\sqrt{\frac{{P}_{0}}{{R}_{0}}}$=$\sqrt{\frac{4.9W}{10Ω}}$=0.7A，
并联电路中各支路两端的电压相等，所以电源的电压：
U_L′=U₀′=I′R₀=0.7A×10Ω，
由图象可知，通过灯泡的电流I_L′=0.75A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路的总电流：
I′=I₀′+I_L′=0.7A+0.75A=1.45A．
故答案为：6.4；10；0.4；0.8；1.45．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是根据图象得出有用的信息和知道额定电压下灯泡的实际功率等于额定功率．