Question

18．有兩只燈泡，A燈“6V  6W”、B燈“6V  3W”，A和B中電流隨兩端電壓變化關系的圖象如圖甲所示．
（1）將A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，求lmin內(nèi)電路消耗的電能；
（2）將A、B串聯(lián)接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，求此時A燈電阻；
（3）將A與一個滑動變阻器（50Ω  2A）串聯(lián)接在6V電源兩端，如圖乙所示．調(diào)節(jié)滑動變阻器，當滑動變阻器的功率和A燈功率相等時，求滑動變阻器的功率．

Answer 1

分析 （1）A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，都正常發(fā)光，由W=Pt計算1min內(nèi)電路消耗的電能；
（2）A、B串聯(lián)接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，說明B達到額定電壓，由此根據(jù)圖象判斷A燈的電壓和電流，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算其電阻；
（3）由P=I²R，滑動變阻器和A燈串聯(lián)功率相等時，它們的電阻相等，所以電壓相等，由圖象根據(jù)P=UI可計算其功率．

解答 解：
（1）A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，都正常發(fā)光，
因為P=$\frac{W}{t}$，
所以1min內(nèi)電路消耗的電能：
W_總=P_總t=（6W+3W）×60s=540J；
（2）A、B串聯(lián)接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，
因為P=UI，
所以：I_A=I_B=$\frac{{P}_{B}}{{U}_{B}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由圖象此時U_A=2V，
所以R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
（3）當A與滑動變阻器串聯(lián)接在6V電源兩端時，兩者電流相等，
根據(jù)P=I²R，當R_A=R_變時功率相等，
根據(jù)U=IR可知：U_A′=U_變=$\frac{1}{2}$×6V=3V，
由圖象此時I_A′=0.7A，
所以滑動變阻器的功率：P=P_A=U_A′I_A′=3V×0.7A=2.1W．
答：（1）將A、B并聯(lián)接在6V電源兩端，1min內(nèi)電路消耗的電能為540J；
（2）將A、B串聯(lián)接在某電源兩端，使B燈恰好正常發(fā)光，此時A燈電阻為4Ω；
（3）滑動變阻器的功率為2.1W．

點評 本題考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點、歐姆定律和電功率的計算，解題的關鍵是根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路特點從圖象中獲取有用的信息．