Question

如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢ε=8V，內(nèi)阻不計(jì)，R₁=10Ω，R₂=30Ω，它們都是阻值不隨溫度改變的定值電阻，白熾燈L₁和L₂相同，它們的I-U特性曲線如圖乙所示，則當(dāng)電鍵S斷開時(shí)通過白熾燈L₁的電流    A．當(dāng)電鍵S閉合時(shí)兩個(gè)白熾燈消耗的總功率為    W．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)閉合電路歐姆定律表示出燈泡L₁兩端的電壓和電流的關(guān)系式，并在畫在I-U圖線中，找出交點(diǎn)求解．
解答：解：在題圖中的電路中，設(shè)燈泡L₁的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I． 在這個(gè)閉合電路中，有
    E=U+IR
代入數(shù)據(jù)并整理得，U=8-10I
這是一個(gè)直線方程，把該直線在題I-U圖線畫出，如圖所示

這兩條曲線的交點(diǎn)為U=5V、I=0.3A，
通過白熾燈L₁的電流是0.3A
當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，設(shè)每只電燈加上的實(shí)際電壓和實(shí)際電流分別為U和I． 在這個(gè)閉合電路中，有
    E=U+（2I+）R₁
代入數(shù)據(jù)并整理得，U=6-15I
這是一個(gè)直線方程，把該直線在題圖上畫出，如圖所示

這兩條曲線的交點(diǎn)為U=3V、I=0.2A，當(dāng)電鍵S閉合時(shí)兩個(gè)白熾燈消耗的總功率為P=2UI=1.2W
故答案為：0.3，1.2．
點(diǎn)評：注意學(xué)會(huì)從數(shù)學(xué)函數(shù)的角度分析物理圖象問題，并區(qū)分曲線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同．表示電源的伏安特性曲線是往下傾斜的直線，表示電阻的伏安特性曲線是過原點(diǎn)的曲線，若將兩圖象畫在同一坐標(biāo)系中，其交點(diǎn)即表示該電源與該電阻接在了同一個(gè)電路中了．