Question

圖（a）是白熾燈L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W）的伏安特性曲線．
（1）圖中曲線

A

 表示燈L₁的伏安特性曲線．（選填“A”或“B”）
（2）隨著燈泡L₁功率的增大，其燈絲阻值逐漸

變大

．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）若將這兩個(gè)燈泡并聯(lián)在電路上，在用電高峰時(shí)電壓僅200V，則此時(shí)L₁燈的實(shí)際功率為

88

 W，L₂燈的實(shí)際功率為

52

 W．
（4）若將它們串聯(lián)后接在220V電源上，則此時(shí)L₁燈的實(shí)際功率為

14.4

 W，L₂燈的實(shí)際功率為

38.4

 W．
（5）若用圖（b）所示電路測(cè)量L₁燈的伏安特性，由于電表存在內(nèi)阻，實(shí)際測(cè)得的伏安特性曲線比圖（a）中描繪出的理想伏安特性曲線在I-U圖中位置來(lái)得偏

低

（選填“高”或“低”）．
（6）用圖（b） 所示電路測(cè)量L₁燈伏安特性時(shí)，已知R₀=10Ω，E=300V．則電路中可變電阻R選用下列各種規(guī)格時(shí)，測(cè)量效果最好的是

B

．
A．最大電阻5Ω，最大電流10A   B．最大電阻50Ω，最大電流6A
C．最大電阻500Ω，最大電流1A      D．最大電阻5000Ω，最大電流1A

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電阻的定義式R=

U

I

可知，取相同的電壓比較電流大小來(lái)判斷電阻的大小關(guān)系．
（2）I-U伏安特性曲線的每一點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的斜率等于電阻的倒數(shù)．
（3）若將這兩個(gè)燈泡并聯(lián)在電路上，在用電高峰時(shí)電壓僅200V，根據(jù)I-U伏安特性曲線找出對(duì)應(yīng)的電流求出實(shí)際功率．
（4）串聯(lián)后接在220V的電源上，則兩電阻兩端的電壓達(dá)不到220V，但二者電壓之和應(yīng)為220V，由圖可讀出電阻的電流，則可求得功率．
（5）由于電流表存在內(nèi)阻，電壓表的讀數(shù)要大于燈泡兩端的實(shí)際電壓．
（6）圖（b）是采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，電路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可變電阻R的最大電阻是5Ω，那么燈泡兩端的電壓范圍就很小，如果可變電阻R的最大電阻是500Ω或5000Ω，調(diào)節(jié)可變電阻不利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和采集．

解答：解：（1）白熾燈L₁（220V，100W）和L₂（220V，60W），
根據(jù)R=

U2

P

，所以L₁的電阻小于L₂的電阻．
根據(jù)I-U特性曲線可以知道曲線A的電阻較小，所以曲線A表示燈L₁的伏安特性曲線．
（2）根據(jù)電阻的定義式R=

U

I

可知，I-U伏安特性曲線的每一點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的斜率等于電阻的倒數(shù)．
所以隨著燈泡L₁功率的增大，I-U伏安特性曲線的每一點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的斜率減小，其燈絲阻值逐漸變大．
（3）若將這兩個(gè)燈泡并聯(lián)在電路上，在用電高峰時(shí)電壓僅200V，根據(jù)I-U伏安特性曲線得
L₁燈的電流是0.44A，L₂燈的電流是0.26A，
根據(jù)P=UI得
此時(shí)L₁燈的實(shí)際功率為88W，L₂燈的實(shí)際功率為52W．
（4）兩電阻串聯(lián)時(shí)，流過(guò)兩電阻的電流相等，而總電壓應(yīng)為220V，由I-U圖象可知，串聯(lián)時(shí)電流應(yīng)為0.24A，此時(shí)L₁的電壓為60V，故此時(shí)L₁的功率P=U₁I₁=14.4W；
L₂的電壓為160V，故此時(shí)L₂的功率P=U₂I₂=38.4W；
（5）由于電流表存在內(nèi)阻，電壓表的讀數(shù)要大于燈泡兩端的實(shí)際電壓．所以實(shí)際測(cè)得的伏安特性曲線比圖（a）中描繪出的理想伏安特性曲線在I-U圖中位置來(lái)得偏低．
（6）圖（b）是采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，電路中接入了R₀=10Ω，而E=300V，所以如果可變電阻R的最大電阻是5Ω，那么燈泡兩端的電壓范圍就很小，
如果可變電阻R的最大電阻是500Ω或5000Ω，調(diào)節(jié)可變電阻不利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和采集，所以選最大電阻50Ω，最大電流6A，故選B．
故答案為：（1）A；
（2）變大；
（3）88，52；
（4）14.4，38.4；
（5）低；
（6）B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查識(shí)別、理解物理圖象的能力．物理上常常從數(shù)學(xué)的角度理解圖象的物理意義．
結(jié)合圖象和串并聯(lián)電路的性質(zhì)進(jìn)行分析，注意燈絲電阻隨電壓的變化發(fā)生變化，故不能先求電阻，再進(jìn)行計(jì)算．