Question

5．如圖甲所示，燈泡L₁（6V，6W）和L₂（6V，3W）串聯(lián)接入電路中，通過L₁和L₂的電流隨兩端的電壓變化的關(guān)系曲線分別為圖乙中的OA和OB．

（1）要使其中一個燈泡正常發(fā)光，電路消耗的總功率為多少？電源電壓為多少？
（2）將L₂和R=5Ω的電阻串聯(lián)后接到電壓為6V的電源兩端，這一電路消耗的總功率為多少？

Answer 1

分析 （1）由圖甲可知，兩燈泡串聯(lián)，兩燈泡的額定電壓相等，由圖可知A的電流大于B的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知要使其中一個燈泡正常發(fā)光時電路中的電流，根據(jù)圖象讀出兩燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓，根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率；
（2）將L₂和R=5Ω的電阻串聯(lián)后接到電壓為6V的電源兩端，通過它們的電流相等，且電路的總電壓等于各分電壓之和，根據(jù)圖象讀出符合題意的電流，根據(jù)P=UI求出這一電路消耗的總功率．

解答 解：（1）由題可知，兩燈的額定電壓均為6V；
由圖象可知，L₁正常工作時的電流為1A，L₂正常工作時的電流為0.5A，
L₁和L₂串聯(lián)，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且要使其中一個燈泡正常發(fā)光，
為了保證燈泡的安全，所以電路的最大電流I=0.5A，
由圖象可知，電流為0.5A時所對應(yīng)的電壓分別U₁=2V，U₂=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓：U=U₁+U₂=2V+6V=8V，
電路消耗的總功率：P=UI=8V×0.5A=4W；
（2）將L₂和R=5Ω的電阻串聯(lián)后接到電壓為6V的電源兩端，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電路的總電壓等于各分電壓之和，
所以，結(jié)合歐姆定律可得：U′=U₂′+I′R，即6V=U₂′+I′×5Ω，
由圖象可知，當(dāng)U₂′=4V、I′=0.4A時，上式成立，
則這一電路消耗的總功率：P′=U′I′=6V×0.4A=2.4W．
答：（1）要使其中一個燈泡正常發(fā)光，電路消耗的總功率為4W，電源電壓為8V；
（2）將L₂和R=5Ω的電阻串聯(lián)后接到電壓為6V的電源兩端，這一電路消耗的總功率為2.4W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．