Question

9．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，只閉合S₁、S₃時，標(biāo)有“6V  3W”字樣的燈泡L恰好正常發(fā)光（燈泡燈絲的電阻不隨溫度的變化而變化），電流表示數(shù)為0.75A．下列判斷中正確的是（　�。�

• A． R的電阻為12Ω
• B． 只閉合S₂時，電壓表的示數(shù)為6V
• C． 電路消耗的最大功率為4.5W
• D． 只閉合S₂時，電流表的示數(shù)為0.25A

Answer 1

分析 （1）閉合S₁、S₃時，由R與L并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，由燈泡正常發(fā)光可得電源電壓，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計算R的阻值；
（2）只閉合S₂時，R與L串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表測R兩端電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計算電路中電流和電壓表示數(shù)；
（3）根據(jù)電路特點(diǎn)，由P=UI分析并計算電路的最大功率．

解答 解：
（1）由圖可知，閉合S₁、S₃時，由R與L并聯(lián)，電壓表測電源電壓，電流表測干路電流，
由題知，此時燈泡正常發(fā)光，由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，電源電壓：U=U_額=U_R=6V，
由P=UI可知燈泡此時的電流：I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得R的電流：I_R=I-I_L=0.75A-0.5A=0.25A，
所以R的阻值：R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，故A錯誤；
（2）由圖可知，只閉合S₂時，R與L串聯(lián)，電流表測電路中電流，電壓表測R兩端電壓，
燈泡電阻R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得電路中電流：I′=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{24Ω+12Ω}$=$\frac{1}{6}$A≈0.17A，即電流表示數(shù)為0.17A，故D錯誤；
此時R兩端電壓：U_R=I′R=$\frac{1}{6}$A×24Ω=4V，即電壓表示數(shù)為6V，故B錯誤；
（3）當(dāng)R與L并聯(lián)時，電路的總電阻最小，電流最大，
所以電路消耗的最大功率：P=UI=6V×0.75A=4.5W，故C正確．
故選C．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)下電路狀態(tài)的電表所測物理量是解題的關(guān)鍵．