Question

某科學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一個有趣的元件（如圖甲所示）：透明玻璃殼內(nèi)有一個標(biāo)有“6V 3.6W”字樣的小燈泡L（阻值不變）和一個由一種半導(dǎo)體材料制成的導(dǎo)體R₀，A、B、C是其外露的三個接線柱．為進(jìn)一步了解導(dǎo)體R₀的某些特征，他們使用了如圖乙所示電源電壓恒為6V的實(shí)驗(yàn)裝置，把導(dǎo)線M、N分別與A，C接線柱相連，閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑片P，測得了一組電流表和電壓表的讀數(shù)，并繪制成圖丙所示曲線．
（1）小燈泡L的電阻和它正常工作時的電流是多少？
（2）小明同學(xué)在原來連線的基礎(chǔ)上，再用導(dǎo)線連接A、B兩個接線柱，閉合開關(guān)S，把滑片P移到a端，此時電流表的示數(shù)是多少安培？
（3）若把導(dǎo)線M、N分別接到A、B接線柱上，閉合開關(guān)S，把滑片P移到a端，則小燈泡消耗的電功率為多少？

Answer 1

解：（1）燈泡的電阻：
R_L===10Ω，
燈正常工作時的電流：
I_L===0.6A；
（2）由圖象可知，當(dāng)U=6V時，通過R₀的電流為I₀為0.6A，
則I=I_L+I₀=0.6A+0.6A=1.2A；
（3）此時燈和半導(dǎo)體元件組成串聯(lián)電路，U_總=IR_L+U，
查半導(dǎo)體的I-U曲線可知，只有當(dāng)U₀=4V時，I=0.2A，上述等式成立，
則此時小燈功率為P_L=U_LI=（U-U₀）I=（6V-4V）×0.2A=0.4W．
答：（1）小燈泡L的電阻為10Ω，正常工作時的電流為0.6A；
（2）此時電流表的示數(shù)為1.2A；
（3）小燈泡消耗的電功率為0.4W．
分析：（1）由燈的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=求出燈絲電阻，利用歐姆定律求出燈正常工作時的電流；
（2）再用導(dǎo)線連接A、B兩個接線柱，閉合開關(guān)S，把滑片P移到a端時，電阻R₀和燈L并聯(lián)，此時燈泡正常工作，通過燈泡的電流和額定電流相等，再從圖中找出當(dāng)電壓為6V時通過R₀的電流值I₀，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求電流表的示數(shù)；
（3）把導(dǎo)線M、N分別接到A、B接線柱上，閉合開關(guān)S，把滑片P移到a端時，電阻R₀和燈L串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律確定電路中的電流，再利用P=UI求出小燈泡消耗的電功率．
點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對燈銘牌的理解和運(yùn)用、電路動態(tài)分析、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，歐姆定律、電功率的計(jì)算，是一道較難的題目．