Question

10．如圖甲所示電路中，電源E的電動(dòng)勢為3.2V，電阻R的阻值為30Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W，伏安特性曲線如圖乙所示，當(dāng)電鍵S接位置1時(shí)，理想電壓表的讀數(shù)為3V，那么當(dāng)電鍵S接到位置2時(shí)，下列說法正確的是（　�。�

• A． 小燈泡L正常發(fā)光
• B． 小燈泡L可能被燒壞
• C． 小燈泡L兩端電壓小于1.6V，不能正常發(fā)光
• D． 小燈泡L兩端電壓等于1.6V，不能正常發(fā)光

Answer 1

分析 開關(guān)接1時(shí)R接在電源兩端，由閉合電路的歐姆定律可求得電源的內(nèi)阻；開關(guān)接位置2時(shí)，燈泡接在電源的兩端，作出電源的路端電壓與電流圖象與燈泡的伏安特性曲線的交點(diǎn)即為實(shí)際工作點(diǎn)，將電流和電壓和額定值進(jìn)行比較判斷燈泡的發(fā)光情況．

解答 解：當(dāng)開關(guān)接位置1時(shí)，電路中電流$I=\frac{U}{R}=\frac{3}{30}A=0.1A$；
由閉合電路歐姆定律可知，U=E-Ir
代入數(shù)據(jù)解得：$r=\frac{E-U}{I}=\frac{3.2-3}{0.1}Ω=2Ω$
燈泡的額定電流為${I}_{額}^{\;}=\frac{{P}_{額}^{\;}}{{U}_{額}^{\;}}=\frac{4.5}{3}A=1.5A$
當(dāng)開關(guān)接位置2時(shí)，設(shè)通過燈泡的電流為I，燈泡兩端的電壓為U，則有：
U=E-Ir，
即：U=3.2-2I
作出此時(shí)燈泡電壓隨電流變化的圖象，如圖

交點(diǎn)即為實(shí)際工作點(diǎn)，電壓小于1.6V，電流小于1.5A，所以燈泡不能正常發(fā)光，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評 注意學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)函數(shù)的角度分析物理圖象問題，并區(qū)分曲線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同．表示電源的伏安特性曲線是往下傾斜的直線，表示電阻的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的曲線，若將兩圖象畫在同一坐標(biāo)系中，其交點(diǎn)即表示該電源與該電阻接在了同一個(gè)電路中了．