Question

某興趣小組利用如圖所示電路進行如下的實驗研究。

       

（1）閉合S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)電源電壓，得到上表中三組數(shù)據(jù)。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計算電阻R的阻值。（計算結(jié)果保留1位小數(shù)）
（2）斷開S₁，閉合S₂，調(diào)節(jié)電源電壓進行有關(guān)測量。根據(jù)記錄到燈泡L的電壓和電流的數(shù)據(jù)繪制成電壓和電流的關(guān)系圖像（如下圖所示）。由圖像可知，當電壓表示數(shù)為2V時，50s時間內(nèi)，燈泡L消耗了多少電能？

（3）同時閉合S₁和S₂，調(diào)節(jié)電源電壓，當燈泡L的功率為1W時，電阻R與燈泡L的總功率是多大？

Answer 1

解：（1）閉合S₁，斷開S₂，電路中只有電阻R
        根據(jù)歐姆定律有R=U/I
        三次計算的電阻值分別為R₁=10.0Ω，R₂=10.3Ω，R₃=9.8Ω
        R=（R₁＋R₂＋R₃）/3=（10.0Ω＋10.3Ω＋9.8Ω）/3=10.0Ω
（2）斷開S₁，閉合S₂，電路中只有L
        由圖像可知，當電壓表示數(shù)為2V時，對應的電流I=0.37A（0.36～0.38A均可）
        則W=UIt=2V×0.37A×50s=37J （36J～38J均可）
（3）S₁、S₂閉合，電阻R與燈泡L并聯(lián)
        從圖像可查出，當燈泡功率為1W時，燈泡兩端電壓U=2.5V，通過燈泡的電流I = 0.4A
        因為電阻與燈泡并聯(lián)時電壓相等，所以P_R=U²/R=（2.5V）²/10.0Ω=0.625W
        總功率為P_總=P_R+P_燈=1W+0.625W=1.625W