Question

6．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L_l標有“3V×W”字樣，燈L₂標有“9V 4.5W”字樣．當開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時，L_l恰好正常發(fā)光，滑動變阻器消耗的功率為3W．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．下列說法正確的是（不計燈絲電阻隨溫度的變化）（　�。�

• A． 電源電壓為12V
• B． 燈L₁額定功率為0.75W
• C． 滑動變阻器的最大阻值為12Ω
• D． 若兩次工作時間相同，當開關(guān)撥至2位置時，電路消耗的電能多

Answer 1

分析 （1）當開關(guān)撥至2位置，且滑片滑到A端時，只有燈泡L₂連入電路，根據(jù)燈L₂恰好正常發(fā)光可知電源電壓；
（2）當開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時，燈泡L₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，燈泡L₁正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用P=UI求出電路中的電流；然后即可利用P=UI求出燈L₁額定功率；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；
（4）根據(jù)P=UI求出當開關(guān)撥至1位置電路中的總功率；與當開關(guān)撥至2位置時電路中的功率比較，即可判斷
若兩次工作時間相同哪一個電路中消耗的電能多．

解答 解：A、當開關(guān)撥至2位置，且滑片滑到A端時，只有燈泡L₂連入電路；
由于燈L₂恰好正常發(fā)光，則電源電壓U=U_2額=9V；故A錯誤；
B、當開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時，燈泡L₁與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)；
由于燈L₁恰好正常發(fā)光，則U₁=U_1額=3V；
由于串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，
所以滑動變阻器兩端的電壓：U_B=U-U₁=9V-3V=6V；
由P=UI得電路中的電流：I=$\frac{{P}_{滑}}{{U}_{B}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
所以燈泡的額定功率：P_1額=U₁I=3V×0.5A=1.5W；故B錯誤；
C、由I=$\frac{U}{R}$得滑動變阻器的最大阻值：R_滑大=$\frac{{U}_{B}}{I}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；故C正確；
D、當開關(guān)撥至1位置且滑片滑到B端時，總功率：P_總1=UI=9V×0.5A=4.5W；
當開關(guān)撥至2位置，且滑片滑到A端時，只有燈泡L₂連入電路；
由于燈L₂恰好正常發(fā)光，電路中的功率P_總2=P_2額=4.5W；
則P_總1=P_總2，由W=Pt可知，若兩次工作時間相同電路中消耗的電能一樣多；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用，關(guān)鍵是知道燈泡正常工作時的電壓和額定電壓相等．