题目内容

8．甲和乙两灯的额定电压均为6V，如图是两灯的电流随其两端电压变化的曲线．现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，并保证电路安全，电源电压最大为8 V，此时这两灯实际功率之比是1：3；两灯并联使用时电路最大功率是9W，甲灯更亮（填甲或乙），现将甲灯与一个6欧电阻R串联，在1min内R消耗了291.6J的电能，此时灯甲的实际电功率为4.5W．

分析 （1）由图可知，电压相等时，灯泡甲的电流大于灯泡乙的电流，故两灯串联后使其中一个灯泡正常发光时只能是电流较小的灯泡；正常发光时的电压为额定电压，根据串联电路电流规律可知两灯电流相等，利用图象读出此时灯泡甲的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的最大电压；根据P=UI求出此时两灯泡实际功率之比；
（2）由于甲和乙两灯的额定电压均为6V，则并联使用时的最大电压为6V，利用P=UI求出甲乙的最大功率得出亮度和电路最大功率；
（3）将甲灯与一个6欧电阻R串联时，利用W=I2Rt求出电路中的电流，利用图象读出此时灯泡甲的电压，利用P=UI即可求出甲的实际电功率．

解答 解：由图象可知：甲正常工作时的电流为1A，乙正常工作时的电流为0.5A，
（1）由于串联电路中各处的电流相等，则两灯泡串联时，电路的最大电流为0.5A，此时乙灯泡正常发光；
由图象可知，0.5A所对应的电压分别U甲=2V，U乙=6V，
根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知：
电源电压为U=U甲+U乙=2V+6V=8V，
此时两灯泡的功率之比：$\frac{{P}_{甲}}{{P}_{乙}}$=$\frac{{U}_{甲}I}{{U}_{乙}I}$=$\frac{{U}_{甲}}{{U}_{乙}}$=$\frac{2V}{6V}$=$\frac{1}{3}$．
（2）由于甲和乙两灯的额定电压均为6V，则并联使用时的最大电压为6V，
则甲乙的功率分别为：
P甲=UI甲=6V×1A=6W，P乙=UI乙=6V×0.5A=3W，
则P甲＞P乙，故甲灯泡最亮；
电路最大功率P=P甲+P乙=6W+3W=9W；
（3）将甲灯与一个6欧电阻R串联时，根据W=I2Rt可知：
电路中的电流I=$\sqrt{\frac{{P}_{R}}{Rt}}$=$\sqrt{\frac{291.6J}{6Ω×60s}}$=0.9A，
由图象可知此时灯泡甲的电压为5V，
则甲的实际电功率P实=U实I=5V×0.9A=4.5W．
故答案为：8；  1：3；  9；  甲；  4.5．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用；关键是电压和电流不成正比，即电阻变化的，应直接从图中找出电流对应的电压和电压对应的电流进行求解．

练习册系列答案
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（2）该实验的原理是P=UI．
（3）小刘通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U-I图象．根据图乙所提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
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