Question

17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的雙向開關(guān)電路，電源電壓保持不變，燈L_l標(biāo)有“6V 3W”字樣，燈L₂標(biāo)有“9V 9W”字樣，滑動(dòng)變阻器R_P標(biāo)有“24Ω 1A”字樣．當(dāng)開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時(shí)，燈L₁恰好正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是（不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化）（　　）

• A． 電源電壓為15V
• B． L₂正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流為1A
• C． 要使L₂正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率應(yīng)為9W
• D． 當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩次電路的總功率之比為2：1

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時(shí)，燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡L₁的電阻，再根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)求出電源的電壓，利用P=UI求出電路中的總功率；
（2）L₂正常發(fā)光時(shí)，燈泡L₂和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出滑動(dòng)變阻器的電功率和電路的總功率，進(jìn)一步求出當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩次電路的總功率之比．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時(shí)，燈泡L₁和滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈L₁恰好正常發(fā)光，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，燈L₁的電阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I（R₁+R_P）=0.5A×（12Ω+24Ω）=18V，故A不正確；
電路消耗的電功率：
P=UI=18V×0.5A=9W；
（2）L₂正常發(fā)光時(shí)，燈泡L₂和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{9W}{9V}$=1A，故B正確；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U₂=18V-9V=9V，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率應(yīng)：
P_滑=U_滑I′=9V×1A=9W，故C正確；
電路的總功率：
P′=UI′=18V×1A=18W，
所以當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩次電路的總功率之比為：
P：P′=9W：18W=1：2，故D不正確．
故選BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等．