(2011?虹口區(qū)二模)如圖(1)所示的電路中,電源電動勢E=10V,內(nèi)電阻r=1Ω,兩個相同的定值電阻R0=9Ω,R1=18Ω,且不隨溫度而變化.
(1)求通過電阻R1中的電流;
(2)若在電路中將兩個并聯(lián)電阻R1、R0換成一個燈泡L(7.2W,0.9A),如圖(2)所示,該燈泡的伏安特性曲線如圖(3)中實線所示.則接入電路后,燈泡的實際功率為多少?
某學(xué)生的解法如下:RL=
P
I2
,I=
E
r+R0+RL
,代入P=I2RL即可求出燈泡的實際功率.
請你判斷該同學(xué)的解法是否正確?若正確,請解出最終結(jié)果;若不正確,請用正確方法求出燈泡的實際功率.
(3)若在圖(2)電路中再并聯(lián)一個同樣的燈泡,如圖(4)所示,則每個燈泡的實際功率是多少?
分析:(1)由閉合電路歐姆定律可求得電路中的總電流,再由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可求得通過電阻R1中的電流;
(2)因燈泡電阻不是定值,故不能直接由歐姆定律求解,應(yīng)根據(jù)I-U圖象,根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律電流相等,即找出兩圖的交點求得燈泡的實際電壓及實際電流,由P=UI求得功率;
(3)由并聯(lián)電路的規(guī)律:電壓相等,利用閉合電路歐姆定律可得出電流與電壓關(guān)系,由(2)的方法作出I-U圖象可得出每個燈泡的電流,則可求得功率.
解答:解:(1)R=
R0R1
R0+R1
=6Ω,
I=
E
r+R0+R
=
5
8
=0.625A,
由分流原理:I1=
IR0
R0+R1
=
5
24
A=0.21A,
(2)該解法是錯誤的.                    
燈泡的電阻不是定值,接入電路后的實際功率求解,應(yīng)該是通過對該電路作等效電源的I-U 圖線,
取兩個圖線的交點才是正確的.
等效電源電動勢E′=10V,內(nèi)電阻r′=R0+r=10Ω,
作等效電源的I-U圖線,如圖1                 
讀出交點坐標(biāo)為(4V,0.6A),
燈泡的實際功率是P=UI=2.4W.           
(3)設(shè)燈泡兩端電壓為U,其中一只燈泡的電流為I,
閉合電路歐姆定律:E=U+2I(R0+r),
代入數(shù)據(jù)得到函數(shù)方程:I=0.5-0.05U,
作相應(yīng)的I-U圖線,如圖2讀出交點坐標(biāo)為(1.9V,0.41A),
實際功率P=UI=0.78W.
點評:本題應(yīng)注意燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,不再呈線性關(guān)系,故不能直接利用歐姆定律求解,只能根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律作出I-U圖象求功率.
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