Question

圖甲為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線，由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于

 

．如圖乙所示，將這個電燈與20Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在電動勢為8V的電源上，則電燈的實(shí)際功率為

 

W．（不計(jì)電流表電阻和電源內(nèi)阻）

Answer 1

分析：金屬材料的電阻率隨著溫度的升高變大；
根據(jù)閉合電路歐姆定律，得到電燈的實(shí)際電壓與電流的關(guān)系式，在甲圖上作出圖象，此圖象與電燈的伏安特性曲線的交點(diǎn)，表示電燈實(shí)際工作狀態(tài)，讀出交點(diǎn)的電壓和電流，求出電燈的實(shí)際功率．

解答：解：根據(jù)歐姆定律：R=

U

I

，則

1

R

=

I

U

，由圖可以看出隨著電壓的增大，

I

U

逐漸減小，則表示燈泡阻值逐漸變大，是由于金屬材料的電阻率與溫度有關(guān)，隨電壓的增大，燈變亮，燈絲溫度升高，電阻率變大，故電阻變大；
在題乙圖中的串聯(lián)電路中，設(shè)電燈加上的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I． 在這個閉合電路中，有 E=U+IR₀
代入數(shù)據(jù)并整理得，U=8-20I
這是一個直線方程，把該直線在題甲圖上畫出，如圖所示．

這兩條曲線的交點(diǎn)為U=2V、I=0.3A，同時滿足了電路結(jié)構(gòu)和元件的要求，此時通過電流表的電流值I_A=2I=0.6A．
每只燈泡的實(shí)際功率P=UI=2×0.3=0.6W
故答案為：由于隨電壓的增大，燈變亮，燈絲溫度升高，電阻率變大；0.6．

點(diǎn)評：此題電燈是非線性元件，本題的技巧是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，通過作圖求解電燈的電流．