Question

16．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并聯接在6V電源兩端，求1min內電路消耗的電能；
（2）將A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，求此電源的電壓；
（3）將B與一個滑動變阻器（50Ω 2A）串聯接在8V電源兩端，如圖乙所示．調節滑動變阻器，當滑動變阻器的功率和B燈功率相等時，求滑動變阻器的功率．

Answer 1

分析 （1）將A、B并聯接在6V電源兩端時，兩燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，兩燈泡都正常發光，先求出總功率，利用W=Pt求出1min內電路消耗的電能；
（2）將A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，根據圖象讀出通過B燈的電流即為電路中的電流，再根據圖象讀出A燈兩端的電壓，根據串聯電路電壓特點計算電源電壓；
（3）將A燈與一定值電阻串聯接在6V電源兩端時，通過它們的電流相等，根據P=I²R可知，R與A燈的電阻關系，根據歐姆定律可知它們兩端的電壓關系，進一步求出R與A燈的電壓，根據圖象讀出電路中的電流，利用P=UI求出此時電阻R消耗的功率．

解答 解：
（1）將A、B并聯接在6V電源兩端時，
因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，
所以兩燈泡的總功率：P=P_A+P_B=6W+3W=9W，
由P=$\frac{W}{t}$可得，1min內電路消耗的電能：
W=Pt=9W×60s=540J；
（2）將A、B串聯接在某電源兩端，
因為串聯電路中各處的電流相等，且使B燈恰好正常發光，
所以由圖象可知，電路中的電流I_A=I_B=0.5A，此時A燈泡兩端的電壓U_A=2V，
所以此電源電壓：U=U_A+U_B=8V；
（3）B與滑動變阻器串聯，因為滑動變阻器功率和B燈功率相等，且電流相等，所以燈B與滑動變阻器兩端電壓也相等，
U_A′=U_R=$\frac{1}{2}$×8V=4V，
由圖象知此時電路中電流為0.4A，
所以此時滑動變阻器功率為：P_R=U_RI=4V×0.4A=1.6W．
答：（1）將A、B并聯接在6V電源兩端，1min內電路消耗的電能為540J；
（2）將A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，電源的電壓為8V；
（3）將B與一個滑動變阻器串聯接在8V電源兩端，當滑動變阻器的功率和B燈功率相等時，滑動變阻器的功率為1.6W．

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