Question

15．如圖為小藝同學通過實驗獲得的定值電阻A和小燈泡B的I-U圖象，根據圖象提供的信息，求：
（1）小藝認為小燈泡的電阻隨著電壓的增加而變大，你認為對嗎？請說明理由．
（2）元件A的阻值為多大？
（3）若將它們并聯，接在5V的電源上，電路中的總電流為多大？
（4）若將它們串聯，接在某電源上，電路中的總電流是0.15A，電源電壓是多大？

Answer 1

分析 （1）由圖象可知B是燈泡的I-U圖象，根據圖象可知燈泡兩端電壓和對應電流的變化，根據歐姆定律可知燈泡電阻的變化，進一步根據燈絲電阻與溫度的關系解釋原因；
（2）A是定值電阻的I-U圖象，讀出任意一組電壓和電流，根據歐姆定律求出元件A的阻值；
（3）根據圖象讀出兩者并聯在5V的電源上時，通過兩者的電流，根據并聯電路的電流特點求出干路電流；
（4）根據圖象讀出兩者串聯、電路中的總電流為0.15A時，兩者兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓．

解答 解：
（1）由圖象可知B是燈泡的I-U圖象，且電壓的變化量大于電流的變化量，根據歐姆定律可知小燈泡的電阻隨著電壓的增加而變大；
原因是燈泡電壓越大，通過的電流越大，燈泡的實際功率越大，燈絲的溫度越高，燈絲的電阻越大．
（2）A是定值電阻的I-U圖象，當U_A=5V時，I_A=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{5V}{0.25A}$=20Ω；
（3）由圖可知，當A和B并聯在5V的電源上時，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，兩者兩端的電壓均為5V，
由圖象可知，通過它們的電流都為0.25A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路的電流：I_總=I_A+I_B=0.25A+0.25A=0.5A；
（4）當兩者串聯接在電路中時，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，通過兩者的電流均為0.15A，
由圖象可知，U_A=3V，U_B=2V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓：U=U_A+U_B=3V+2V=5V．
答：（1）對，原因是燈越亮，燈絲溫度越高，則燈絲的電阻就越大；
（2）元件A的阻值為20Ω；
（3）若將它們并聯，接在5V的電源上，電路中的總電流為0.5A；
（4）若將它們串聯，接在某電源上，電路中的總電流是0.15A，電源電壓是5V．

點評 本題考查了串聯電路的特點和并聯電路的特點以及歐姆定律的應用，關鍵是根據圖象得出對應的信息和根據歐姆定律分析燈泡電阻隨電壓的變化．