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有两只灯泡,A灯“12V,6W”、B灯“12V,12W”,A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.(1)将A、B并联接在12V电源两端,求2min内电路消耗的电能?(2)将A、B串联接在某电源两端

题目详情
有两只灯泡,A灯“12V,6W”、B灯“12V,12W”,A和B中电流随两端电压变化关系的图象如图甲所示.
(1)将A、B并联接在12V电源两端,求2min内电路消耗的电能?
(2)将A、B串联接在某电源两端,使A灯恰好正常发光,求此时B灯的电阻大小?
(3)将B灯与一个滑动变阻器“50Ω,1A”串联接在12V电源两端,如图乙所示,调节滑动变阻器,当滑动变阻器的功率和B灯功率相等时,求此时B灯的实际功率.
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答案和解析
(1)将A、B并联接在12V电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,电路的总功率:
P=PA+PB=6W+12W=18W,
由P=
W
t
可得,2min内电路消耗的电能:
W=Pt=18W×2×60s=2160J;
(2)将A、B串联接在某电源两端,
因串联电路中各处的电流相等,且使A灯恰好正常发光,
所以,由图象可知,电路中的电流IA=IB=0.5A,此时B灯泡两端的电压UB=4V,
由I=
U
R
可得,此时B灯电阻:
RB=
UB
IB
=
4V
0.5A
=8Ω;
(3)将B与一个滑动变阻器串联接在12V电源两端时,
因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器的功率和B灯功率相等,
所以,由P=I2R可知,定值电阻R与此时B灯泡的电阻相等,
由U=IR可知,UB′=UR=
1
2
×12V=6V,
由图象可知,此时电路中的电流I=0.7A,
则此时B灯的实际功率:
PB=UBI=6V×0.7A=4.2W.
答:(1)2min内电路消耗的电能为2160J;
(2)此时B灯的电阻大小为8Ω;
(3)此时B灯的实际功率为4.2W.
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