Question

17．如圖表示的是燈泡的I-U圖線，通過作圖分析：
（1）上述三個(gè)相同燈泡接成如圖甲所示電路時(shí)，電源電壓為12V，每個(gè)燈泡的電阻為多少？
（2）若接成如乙圖所示電路時(shí)，R₀=20Ω，電源電壓為8V，燈泡的電阻為多少？

Answer 1

分析 （1）三個(gè)相同燈泡的電阻相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知三燈泡的電壓關(guān)系，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出每只燈泡兩端的電壓，從圖象中讀出對應(yīng)的電流，根據(jù)歐姆定律求出每個(gè)燈泡的電阻；
（2）圖乙中，定值電阻R₀與燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律表示出電源的電壓，然后在圖象中做出對應(yīng)的圖線，交點(diǎn)處的電壓和電流值即為燈泡兩端的電壓、電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻．

解答 解：（1）三個(gè)相同燈泡的電阻相等，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$的變形式U=IR可知，三燈泡兩端的電壓相等，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，每個(gè)燈泡兩端的電壓U_L=$\frac{U}{3}$=$\frac{12V}{3}$=4V，
由圖象可知，通過燈泡的電流I_L=0.5A，
則每個(gè)燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω；
（2）圖乙中，定值電阻R₀與燈泡串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U′=IR₀+U_L′=I×20Ω+U_L′，即8V=I×20Ω+U_L′，
圖線如下圖所示：

由圖象可知，燈泡兩端的電壓U_L′=2V，電路中的電流I=0.3A，
則燈泡的電阻R_L′=$\frac{{U}_{L}′}{I}$=$\frac{2V}{0.3A}$=$\frac{20}{3}$Ω≈6.67Ω．
答：（1）上述三個(gè)相同燈泡接成如圖甲所示電路時(shí)，電源電壓為12V，每個(gè)燈泡的電阻為8Ω；
（2）若接成如乙圖所示電路時(shí)，R₀=20Ω，電源電壓為8V，燈泡的電阻為6.67Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，難點(diǎn)是利用圖象法得出最后一問中燈泡兩端的電壓和電路中的電流．