题目内容

【题目】某中学初三学生对两只灯泡,A灯“12V12W”、B灯“12V6W”进行实验探究,A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.

将A、B并联接在12V电源两端,求120s内电路消耗的电能;

若将A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,求A灯此时的电阻;

现将A与一个滑动变阻器串联接在12V电源两端,做成可调照明灯,图乙所示调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和A灯功率相等时,求滑动变阻器的功率.

【答案】(1)2160J;(2)8Ω;(3)4.2W

【解析】

(1)A、B并联接在12V电源两端,都正常发光,由W=Pt计算1min内电路消耗的电能;

(2)A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,说明B达到额定电压,由此根据图象判断A灯的电压和电流,根据计算其电阻;

(3)当滑动变阻器的功率是A灯功率相等,由电路特点和P=UI求得滑动变阻器滑动变阻器的功率。

(1)由并联电路的电压特点可知,将A、B并联接在12V电源两端时,两灯都正常发光,

由可得,120s内电路消耗的电能:

W总=P总t=(12W+6W)×120s=2160J;

(2)A、B串联接在某电源两端,使B灯恰好正常发光,串联电路中电流处处相等,由P=UI可得,通过两灯的电流:

,

由甲可知此时UA=4V,

由欧姆定律可得:

;

(3)当A与滑动变阻器串联接在12V电源两端时,两者电流相等,且PA=P变,由P=UI知,此时灯A与变阻器两端电压也相等,即:UA′=U变,

由串联电路的电压特点有:UA′+U变=12V,所以UA′=U变=6V,

由图象知此时通过灯泡A(滑动变阻器)的电流为0.7A,

所以滑动变阻器的功率:P变=U变I=6V×0.7A=4.2W。

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