Question

8．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R₁為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R₂，且R₁=2R₂，燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣，所用電流表的量程均為0～0.6A和0～3A．當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，兩電流表指針的位置相同．當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)及滑動(dòng)變阻器的阻值變化時(shí)，電路消耗的總功率也隨之變化．下列判斷正確的是（不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響）（　�。�

• A． 電源電壓為6V
• B． R₁的阻值為24Ω
• C． R_L的阻值為12Ω
• D． 電路消耗總功率的最大值為3.75W

Answer 1

分析 （1）當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，R₁與L并聯(lián)，電流表A₁測(cè)R₁支路的電流，電流表A₂測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端相等且額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，兩電流表指針的位置相同時(shí)大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍，根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡的電流，再根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，進(jìn)一步求出通過(guò)R₁的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₁的阻值和燈泡的電阻；
（2）由電路圖可知，當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，電路中的電流最大，根據(jù)題意求出電路中的最大電流，根據(jù)P=UI求出電路消耗總功率的最大值．

解答 解：（1）當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，R₁與L并聯(lián)，電流表A₁測(cè)R₁支路的電流，電流表A₂測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端相等，且額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，故A正確；
因兩電流表指針的位置相同時(shí)大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍，
所以，干路電流等于通過(guò)R₁電流的5倍，即I=5I₁，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=I-I₁=5I₁-I₁=4I₁，
由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
則I_L=4I₁=0.5A，
解得：I₁=0.125A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁的阻值：
R₁=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.125A}$=48Ω，故B錯(cuò)誤；
燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，故C正確；
（2）由電路圖可知，當(dāng)三個(gè)開(kāi)關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，電路中的電流最大，電路消耗的總功率最大，
電路中的最大電流：
I=5I₁=5×0.125A=0.625A，
電路消耗總功率的最大值：
P=UI=6V×0.625A=3.75W，故D正確．
故選ACD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道電流表指針位置相同時(shí)大量程示數(shù)是小量程示數(shù)的5倍．