Question

3．如圖所示的電路中，電源兩端電壓U保持不變．小燈泡L標有“6V 3W”字樣，且燈絲電阻不變．當三個開關(guān)都閉合時，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A；當只閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片置某點時，電路消耗的總電功率為P，小燈泡L消耗功率是它額定功率的0.25倍．下列判斷正確的是（　�。�

• A． R=6R_L
• B． P=1.5W
• C． R_L=24Ω
• D． U=12V

Answer 1

分析 （1）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和燈泡正常發(fā)光時的電壓與電源的電壓相等可知電源的電壓；
根據(jù)P=UI可得通過燈泡的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流的特點求出通過通過R的電流，利用歐姆定律求出定值電阻R的阻值；
（2）根據(jù)題意求出圖乙中燈泡消耗的電功率，利用P=I²R求出電路中的電流，利用P=UI求出電路消耗的總功率．

解答 解：
當三個開關(guān)都閉合時，等效電路圖如圖甲所示；
當只閉合開關(guān)S，滑動變阻器的滑片置于某點時，等效電路圖如圖乙所示．

（1）圖甲中，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_額=6V，故D錯誤；
由P=UI可得，通過燈泡的電流：I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
所以燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，故C錯誤；
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R的電流：
I_R=I-I_L=0.6A-0.5A=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω；
所以R=5R_L，故A錯誤；
（2）圖乙中燈泡消耗的電功率：
P_L′=$\frac{1}{4}$P_L=$\frac{1}{4}$×3W=0.75W，
由P=I²R可得，此時電路中的電流：
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{L}′}{{R}_{L}}}$=$\sqrt{\frac{0.75W}{12Ω}}$=0.25A，
電路消耗的總功率：
P=UI′=6V×0.25A=1.5W，故B正確．
故選B．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，畫出兩種情況的等效電路圖、靈活運用公式是關(guān)鍵．