Question

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，R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）灯泡正常发光对的电阻为多少？
（2）当电压表示数为2V时，通过R的电流为多少？
（3）调节电源电压，当电源电压为3V对，小灯泡的实际电功率为多少？

Answer

（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，可利用公式R=计算出灯泡正常发光时的电阻；
（2）从甲图可知，小灯泡与电阻R并联，电压表测量的是电源电压，根据并联电路电压特点和欧姆定律求出通过R的电流；
（3）先从乙图象中读出当电压表的示数为3V时电流表对应的示数，根据欧姆定律求出通过R的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流，最后利用P=UI求出小灯泡的实际电功率．
【解析】
（1）灯泡的电阻为RL===30Ω；
（2）从甲图可知，小灯泡与电阻R并联，
所以当电压表的示数为2V时，U=U=2V，
∴I===0.1A；
（3）由乙图可知，当电压表的示数为U′=3V时，I′=0.45A，
通过R的电流为I′===0.15A，
IL′=I′-I′=0.45A-0.15A=0.3A，
PL′=U′IL′=3V×0.3A=0.9W．
答：（1）灯泡正常发光对的电阻为30Ω；
（2）当电压表示数为2V时通过R的电流为0.1A；
（3）当电源电压为3V时灯泡的实际电功率为 0.9W．