Question

（2011?吴江市一模）某物理兴趣小组同学设计了如图甲所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电

（2011?吴江市一模）某物理兴趣小组同学设计了如图甲所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0～15V”，电流表量程为“0～0.6A”，小灯泡标有“6V　1.2W“字样，R0为20Ω的定值电阻．小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U-I关系图，如图乙所示．则：（1）灯泡正常发光时的电阻为多少？（2）当电压表示数为2V时，通过R0的电流为多少？每分钟电阻R0产生的热量是多少？（3）调节电源电压，小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8W时，小灯泡的实际电功率为多少？

Answer 1

（1）∵U_额=6V，P_额=1.2W，
∴灯泡正常发光时的电阻为：R=

U额2

P额

=

(6V)2

1.2W

=30Ω．
答：灯泡正常发光时的电阻为30Ω．
（2）从甲图可知，小灯泡与电阻R₀并联，
当电压表的示数为2V，即U=U_L=U₀=2V，
而R₀=20Ω，
∴通过R₀的电流为：I₀=

U0

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
又∵t=1min=60s，
∴每分钟电阻R₀产生的热量为：Q=I₀²R₀t=（0.1A）²×20Ω×60s=12J．
答：当电压表示数为2V时，通过R₀的电流为0.1A，每分钟电阻R₀产生的热量是12J．
（3）当电路消耗的总功率为0.8W，从乙图中可以看出，电流表和电压表的示数为0.4A和2V；
此时通过定值电阻R₀的电流为：I₀′=

U′

R0

=

2V

20Ω

=0.1A，
通过灯泡的电流为：I_L′=I-I₀′=0.4A-0.1A=0.3A，
∴灯泡的实际功率为：P_L实=U′I_L′=2V×0.3A=0.6W．
答：灯泡消耗的实际功率为0.6W．