Question

3．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 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．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． L₂正常發(fā)光時，電路中的電流為2A
• C． 要使L₁正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為9Ω
• D． 當燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時，兩次電路的總功率之比為2：1

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)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=6V，故A錯誤；
此時電路中的電流I=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，故B錯誤；
此時電路的總功率P=UI=6V×0.5A=3W．
（2）當開關(guān)撥至1位置時，等效電路圖如下圖所示：

由于L₁正常發(fā)光時，U₁=3V，P₁=3W，
則電路中的電流I′=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A，
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U₁=6V-3V=3V，
滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω，故C錯誤；
電路的總功率P′=UI′=6V×1A=6W，
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=6W：3W=2：1，故D正確．
故選D．

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．