Question

10．某同學設(shè)計了如圖所示的電路，電源電壓保持不變，燈L₁標有“3V 3W”字樣，燈L₂標有“9V　4.5W”字樣．當開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時，燈L₂恰好正常發(fā)光（不計燈絲電阻隨溫度的變化），則（　�。�

• A． 電源電壓為12V
• B． 要使L₁正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的阻值應為6Ω
• C． L₂正常發(fā)光時，電路中的電流為2A
• D． 當燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時，兩次電路的總功率之比為2：3

Answer 1

分析 （1）當開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時，電路為L₂的簡單電路；根據(jù)燈泡在額定電壓下正常工作結(jié)合L₂的銘牌得出電源的電壓，根據(jù)P=UI得出此時電路中的電流，根據(jù)P=UI求出此時電路中的總功率；
（2）當開關(guān)撥至1位置時，燈泡L₁與滑動變阻器串聯(lián)；燈泡L₁正常工作時其兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出此時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的電阻值，根據(jù)P=UI求出此時電路中的總功率，進一步求出當燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時，兩次電路的總功率之比．

解答 解：（1）當開關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時，等效電路圖如下圖所示：

由于燈L₂恰好正常發(fā)光，
則電源的電壓：
U=U₂=9V，
故A錯誤；
根據(jù)P=UI，L₂正常發(fā)光的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4.5W}{9V}$=0.5A，
故C錯誤；
此時電路的總功率P=UI=9V×0.5A=4.5W；
（2）當開關(guān)撥至1位置時，等效電路圖如下圖所示：

要使L₁正常發(fā)光時，U₁=3V，P₁=3W，根據(jù)P=UI，
則燈L₁的電流，即電路中的電流：
I′=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A，
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U₁=9V-3V=6V，
由歐姆定律，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，
故B正確；
電路的總功率：
P′=UI′=9V×1A=9W，
所以當燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時，兩次電路的總功率之比為：
P′：P=9W：4.5W=2：1，
故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律和電功率公式的運用，關(guān)鍵是要明確燈的電壓為額定電壓下燈才正常工作．