4.如圖甲所示電路,電源電壓恒為3V,圖乙是定值電阻R的電流隨電壓變化圖象,假設(shè)小燈泡電阻不變,求:

(1)電阻R的阻值是多大?
(2)當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3,斷開開關(guān)S2時,小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為0.9A,小燈泡正常工作時的電流是多少?
(3)整個電路消耗的最小功率是多少?

分析 (1)由圖象,找到一組R的電壓和對應(yīng)的電流值,由歐姆定律計算R的阻值;
(2)閉合開關(guān)S1,S3,斷開S2時,燈泡與R并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路獨立工作、互不影響可知通過R的電流不變,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過燈泡的電流;
(3)由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知當(dāng)電路電阻最大時,電路消耗功率最小,由此分析解答.

解答 解:
(1)由R的電流隨電壓變化圖象可知,當(dāng)R兩端電壓為3V時,通過的電流為0.6A,
由I=$\frac{U}{R}$可得,電阻R的阻值:R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω;
(2)閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2時,燈泡與R并聯(lián),電流表測干路電流,電源電壓恒為3V;
因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以此時通過R的電流仍為0.6A,
并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以通過燈泡的電流:IL=I-IR=0.9A-0.6A=0.3A;
(3)由歐姆定律可得燈泡電阻:RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω,
當(dāng)S2閉合,S1、S3斷開時,L與R串聯(lián)電路的總電阻最大,由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知此時電路消耗功率最小,
整個電路消耗的最小功率:P最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+{R}_{L}}$=$\frac{(3V)^{2}}{10Ω+5Ω}$=0.6W.
答:(1)電阻R的阻值是5Ω;
(2)小燈泡正常工作時的電流是0.3A;
(3)整個電路消耗的最小功率是0.6W.

點評 本題考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路特點、歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用,正確分析電路的連接狀態(tài)是解題的關(guān)鍵.

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(3)在實驗中白色硬紙板能顯示反射光線和入射光線;
(4)保持入射光線方向不變,以法線ON為軸線,將白色硬紙板的B面繞法線ON旋轉(zhuǎn),此時反射光線的位置不發(fā)生(選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)變化;
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A.太陽B.地球C.月球D.蜂鳥試驗載荷

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