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1、电流小专题9非线性元件的工作点0 29由于热敏电阻、二极管的伏安特性曲线是非线性的，很难（几乎是不可能）写出伏安特性曲 线的解析式，因此解答这类问题只能用图象相交法。例1 : “220V、60W”的白炽灯 A和“ 220V、100W”的白炽灯B的伏安特性曲线如图29所示，若将两白炽灯串联后接220V的电源上，两灯实际消耗的电功率各是多少？图31中所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，可见两者不这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故。参考这根曲线，回答下列问和电池的内阻）。例2:成线性关系， 题（不计电流表（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为 灯泡的电阻。（2）如图3
2、2所示，将两个这样的电灯并联后再与的电源上，求通过电流表的电流值及各灯泡的电阻值。图3212V的电源上，求流过灯泡的电流和每个10Q的定值电阻串联，接在电动势为8V针对训练：1额定电压均为 220V的白炽灯Li和L2 的U - I特性曲线如图（a）所示，现将和 L2完全相同的L3与Li和L2一起按如图（b） 所示电路接入 220 V电路中，则下列说法 正确的是（）Avo o o o f 201612B*-BB-i-L R i_n.a 11 _111HB Bl 一=ZHED-m -BUB H B - RB - a ta BB a- iI:=:t5-m:A . L2的额定功率为99WB. L2的实
3、际功率为 17WC. L2的实际功率比L3的实际功率小17WD . L2的实际功率比L3的实际功率小82W2、图甲为某一小灯泡的 U-I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Q的定值电阻R3、如图甲的电路中R仁R2=100 Q是阻值不随温度而变的定值电阻.白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙的I-U图线所示.电 源电动势E=100V,内阻不计.求：（1） 当开关S断开时，灯泡两端的电压和通过 灯泡的电流以及灯泡的实际电功率；（2）当开关S闭合时，灯炮两端的电压和通过 灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.4、如图所示，在同一坐标纸上画出了灯 泡L1和灯泡L2的U-I图象，现将这两个 灯泡并联，然后接
4、在电动势E=10V内电阻r=2 Q的电源上，则下列结论正确的是（ ）A、此时灯泡Li的电阻较大B、此时灯泡L2的电阻较大C、此时灯泡Li的功率约为4WD、此时灯泡两端的电压约为6V串联，接在内阻为1Q、电动势为5V的电源两端，如图乙所示，则（)A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6WB.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6WC.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26WD .通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4WUl=12/3V=4V。在图 33 中画出 U=4V例1分析与解
5、：如图30所示，选（0, 220V）为 另一坐标系的原点，原U轴的相反方向为另一坐标系 的电压轴正方向，另一坐标系的电流轴正方向与原坐 标系相同。把B灯的伏安特性曲线反过来画，得到在另一坐标系中B灯的伏安特性曲线。弓与A灯伏安特性曲线的交点为 P,由P点的坐标可知两灯中的 电流强度均为l=0.25A，两灯的电压分别为：Ua=150V, Ub=70V。根据电功率的定义式可知两灯实际消耗的电功率为：Pa=IUa=37.5W，Pb=IUb=17.5W。例2分析与解：（1）由于三个电灯完全相同， 所以每个电灯两端的电压的直线，得到和曲线的交点坐标为（ 4V, 0.4A），所以流过电灯的电流为0.4A，
6、此时每个电R = = 1QQ灯的电阻值为1。（2）设此时电灯两端的电压为U，流过每个电灯的电流为I, 根据闭合电路欧姆定律得：E=2IR0+U，代入数据得 U=8201。在图31上画出此直线，得到如图33所示的图象，可求得 到直线和曲线的交点坐标为（2V, 0.3A），即流过电灯的 电流为0.3A，流过电流表的电流强度为0.6A,此时电灯的电阻为 I。针对训练答案1、解：A、由图可知，当电压为220V时，L2的电流为0.45A，故L1的额定功率 P=UI仁220VX 0.45A=99W,故 A 正确；B两灯泡串联时，流过两电阻的电流相等，而总电压应为220V,由U- I图象可知，串联时电流应为
7、 0.25A，此时L1的电压为150V,故此时L1的功率P=U1I1 =150 X 0.25W 37W, 故B正确，C错误；C 当电压为 220V时，L3的电流为0.45A，故L3的时间功率 P=UI3=220VX 0.45A=99W, L2的实际功率比L3的实际功率小：99 - 17=82W故C错误，故D正确;甲2、设通过每个小灯泡的电流为 I，电压为U,则电路中总电 流为21 .根据闭合电路欧姆定律得U=E-2I （R+r）代入得：U=5-10l当 U=0 时，I=0.5A ;当 1=0 时，U=5V 在 U-I 图上作出 U=5-10l 的图象如图，此图线与小灯泡的 U-I图线的交点即为
8、乙图状 态下小灯泡的工作状态，由图读出通过每盏小灯泡的电流强度为I=0.3A，电压为U=2V,则此时每盏小灯泡的电功率为P=UI=0.6W.故选 B3、 当S断开时，因R1是定值电阻，与灯泡串联，设灯泡上的电压为 U,电流为I,根据闭合电路 的欧姆定律有：E= U+ IR1,代入数据得：1= 1 U/100.在I U图上作出这条直线,如图所示,这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40,0.60).由此可知此时流过灯泡的电流为 0.6 A,灯泡上的电压为40 V,灯泡的实际功率 P= 24 W.当S闭合时，设灯泡上的电压为 U,电流为I,根据闭合电路的欧姆定律有：E= U+ (I + U/R2
9、)R1, 代入数据有：50= U+ 501，即卩1= 1 U/50在I U图上作出这条直线，如图所示,这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25,0.5).由此可知此时流过灯泡的电流为0.5 A,灯泡上的电压为 25 V,灯泡的实际功率 P= 12.5 W.答案 40 V,0.6 A,24 W(2) 25 V,0.5 A,12.5 W4、 解：AB、两个灯泡并联时电压相等，由图f/v 知，通过L1的电流较小，由欧姆定律知灯泡 L1的电阻较大.故A正确，B错误.CD、在并联电路中，干路电流等于两支路电流 之和，根据题中所示的图象作出两灯泡并联时 的U-I图象如图蓝线所示； 在同一坐标系内作出电源的U-I图象如图红线所示，由图线可知，电源U-I图象与两灯泡并联的U-I图象的交点电压约 4V,即此时灯泡两 端的电压约为4V.由灯泡L1的图象可知，通过L1的电流约为1A，则此时灯泡L1的功率约 为：P仁U并I=4X 1W=4W .故C正确，D错误.故选：AC
