Question

【題目】有兩只燈泡A燈標(biāo)有“6V 6W”字樣、B燈標(biāo)有“6V 3W”字樣A和B中電流隨兩端電壓變化關(guān)系的圖象如圖甲所示。

（1）將燈A與一個(gè)滑動(dòng)變阻器“50Ω 2A”串聯(lián)接在6V電源兩端，如圖乙所示。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的功率和A燈功率相等時(shí)，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器的功率；

（2）將A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，求1min內(nèi)電路消耗的電能；

（3）將A、B串聯(lián)接在某電源兩端，在保證兩燈均安全的情況下，使其中一燈恰好正常發(fā)光，求此時(shí)A燈的電阻和電源的電壓。

Answer 1

【答案】(1)2.1W；(2)540J；(3)4Ω；8V。

【解析】

(1)將B燈與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在6V電源兩端時(shí)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且滑動(dòng)變阻器的功率和B燈功率相等，所以，由P＝I2R可知，定值電阻R與此時(shí)B燈泡的電阻相等，由U＝IR可知，

UB′＝UR＝×6V＝3V，

由圖象可知，此時(shí)電路中的電流I＝0.7A，則滑動(dòng)變阻器的功率：

PR＝URI＝3V×0.7A＝2.1W；

(2)將A、B并聯(lián)接在6V電源兩端時(shí)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，所以，電路的總功率：

P＝PA+PB＝3W+6W＝9W，

由P＝可得，1min內(nèi)電路消耗的電能：

W＝Pt＝9W×60s＝540J；

(3)由P＝UI可得，通過B燈的電流：

IB＝＝＝0.5A，

通過A燈泡的電流：

IA＝＝＝1A，

因?yàn)榇��?lián)電路電流處處相等，并且保證兩燈均安全的情況下，電路的電流：

IA＝IB＝0.5A，

由圖象可知，此時(shí)A燈的電壓：UA＝2V，UB＝6V，由歐姆定律可得，此時(shí)A燈電阻：

RA＝＝＝4Ω；

因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓：

U＝UA+UB＝2V+6V＝8V。

答：(1)滑動(dòng)變阻器的功率為2.1W；

(2)1min內(nèi)電路消耗的電能為540J；

(3)A燈的電阻為4Ω，電源的電壓為8V。