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巧用图线求解小灯泡的实际功率

2019-08-13戴伟

数理化解题研究 2019年21期

戴 伟

(江苏省南京市六合高级中学 211500)

一、问题的提出

在《恒定电流》这章中,我们经常会遇到这样的问题:

如图1所示为小灯泡的U-I图线,若将该小灯泡与一节电动势E=1.5V,内阻r=0.75Ω的干电池组成闭合电路时,电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( ).

A.1.5W 1.0W B.0.75W 0.5W

C.0.75W 0.75W D.1.5W 0.75W

分析由于该题给出了小灯泡的U-I图线,所以要想求解电源的总功率和小灯泡的实际电功率,只需要确定通过小灯泡的电流,然后根据已知的U-I图线,得出其对应的电压,两者之积就是小灯泡的实际电功率.同时,电源的总功率也能相应的求出.但图1给出的U-I图线却表明小灯泡的实际电阻随着其两端所加电压的变化而变化.这就产生了一个矛盾:要想确定通过小灯泡的电流,就要知道小灯泡的实际电阻,而要想知道小灯泡的实际电阻,就要确定通过小灯泡的电流.

这个矛盾该如何解决呢?

二、问题的解决

实际上,当把小灯泡接入到某一确定的电路中时,加在小灯泡两端的实际电压U0,小灯泡的实际电阻R0以及流过小灯泡的实际电流I0都是确定值.在小灯泡的U-I图线中有确定的点与之相对应.我们只需要找到这样的点,就可以得到小灯泡的实际功率,同时也能帮助求解电路中的其他物理量.

那么,该如何找到这样确定的点呢?

首先,这样的点一定落在小灯泡的U-I图线上,即(U0,I0)是U-I图线上的点.

其次,由于小灯泡接在电路中,所以根据闭合电路欧姆定律可知,其两端电压U和流过的电流I一定……

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