Question

17．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的雙向開關(guān)電路，電源電壓保持不變，燈L₁標(biāo)有“3V　3W”字樣，燈L₂標(biāo)有“9V　4.5W”字樣．當(dāng)開關(guān)撥至2位置且滑動變阻器滑片P滑到A端時，燈L₂恰好正常發(fā)光．下列說法中正確的是（不計燈絲電阻隨溫度的變化）（　�。�

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

Answer 1

分析 （1）當(dāng)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)I=$\frac{P}{U}$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(dāng)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)I=$\frac{P}{U}$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(jìn)一步求出當(dāng)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(dāng)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：

因燈L₂恰好正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U₂=9V，故A錯誤；
由P=UI可得，此時電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4.5W}{9V}$=0.5A，故D錯誤；
此時電路的總功率：
P=UI=9V×0.5A=4.5W；
（2）當(dāng)開關(guān)撥至1位置時，等效電路圖如下圖所示：

當(dāng)L₁正常發(fā)光時，U₁=3V，P₁=3W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U₁=9V-3V=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}^{′}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，故C正確；
電路的總功率：
P′=UI′=9V×1A=9W，
所以當(dāng)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C．

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