Question

如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R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．
（1）求定值电阻R的阻值；
（2）将R与灯L串联接在6V的电源两端时，求灯丝的实际电阻值；
（3）将R与灯L并联接入电路并调节电源电压，当 R消耗的电功率为4.9W时，灯L恰好正常发光，求灯L的额定电功率．

Answer

（1）从图象上选取一点，该点对应的电压和电流都是整数，找到对应的电压和电流，根据欧姆定律R=求出定值电阻R的阻值．
（2）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，根据欧姆定律R=求出灯泡的电阻．
（3）已知R消耗的电功率和电阻值，根据公式求出R两端的电压，也就是灯泡的额定电压，根据图象找到对应电流，根据公式P=UI计算灯泡的额定功率．
【解析】
（1）由图象可知：电压和电流成正比，当U=2V时，I=0.2A，
∴==10Ω．
答：定值电阻R的阻值10Ω．
（2）串联时电源电压为6V，电流相同．观察图可知，当电流为0.4A时，电阻与灯泡的电压和正好为6V．
分析图象可知：此时灯泡电压为UL=2V，IL=0.4A，
∴==5Ω．
答：灯丝的实际电阻值为5Ω．
（3）∵，
∴U′===7V，
∵R与RL并联且灯正常发光，∴UL额=U′=7V，
由图象可知此时：IL额=0.75A，
故：PL额=UL额IL额=7V×0.75A=5.25W．
答：灯L的额定电功率为5.25W．