Question

【題目】某中學初三學生對兩只燈泡，A燈“12V12W”、B燈“12V6W”進行實驗探究，A和B中電流隨兩端電壓變化關系的圖象如圖甲所示．

將A、B并聯接在12V電源兩端，求120s內電路消耗的電能；

若將A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，求A燈此時的電阻；

現將A與一個滑動變阻器串聯接在12V電源兩端，做成可調照明燈，圖乙所示調節滑動變阻器，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

【答案】（1）2160J；（2）8Ω；（3）4.2W

【解析】

（1）A、B并聯接在12V電源兩端，都正常發光，由W=Pt計算1min內電路消耗的電能；

（2）A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，說明B達到額定電壓，由此根據圖象判斷A燈的電壓和電流，根據計算其電阻；

（3）當滑動變阻器的功率是A燈功率相等，由電路特點和P=UI求得滑動變阻器滑動變阻器的功率。

（1）由并聯電路的電壓特點可知，將A、B并聯接在12V電源兩端時，兩燈都正常發光，

由可得，120s內電路消耗的電能：

W總=P總t=（12W+6W）×120s=2160J；

（2）A、B串聯接在某電源兩端，使B燈恰好正常發光，串聯電路中電流處處相等，由P=UI可得，通過兩燈的電流：

，

由甲可知此時UA=4V，

由歐姆定律可得：

；

（3）當A與滑動變阻器串聯接在12V電源兩端時，兩者電流相等，且PA=P變，由P=UI知，此時燈A與變阻器兩端電壓也相等，即：UA′=U變，

由串聯電路的電壓特點有：UA′+U變=12V，所以UA′=U變=6V，

由圖象知此時通過燈泡A（滑動變阻器）的電流為0.7A，

所以滑動變阻器的功率：P變=U變I=6V×0.7A=4.2W。