Question

6．如圖所示，電源電壓為12V不變，燈泡L₁標(biāo)有“12V 6W”的字樣，燈泡L₂標(biāo)有“2V 1W”的字樣，電流表量程為0～3A，滑動變阻器R標(biāo)有“12Ω  2A”的字樣（假設(shè)燈絲電阻不變），則下列說法錯誤的是（　　）

• A． 閉合S₁、S₂、S₃時，電流表的最小示數(shù)是1.5A
• B． 閉合S₁、S₂，斷開S₃時，L₁的功率為6W
• C． 只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時，L₂正常發(fā)光
• D． 整個電路消耗的最大功率為30W

Answer 1

分析 知道兩燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出兩燈泡的額定電壓，根據(jù)歐姆定律求出兩燈泡的電阻．
（1）閉合S₁、S₂、S₃時，燈泡L₁與滑動變阻器并聯(lián)，電流表測干路中的電流，滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電流表的示數(shù)最小，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，利用歐姆定律求出最小電流；
（2）閉合S₁、S₂，斷開S₃時，電路為L₁的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等得出此時燈泡的實際功率；
（3）只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時，燈泡L₂與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，然后與L₂的額定電流相比較即可判斷L₂是否正常發(fā)光；
（4）燈泡L₁與滑動變阻器并聯(lián)且滑動變阻器允許通過的電流最大時電路消耗的電功率最大，知道燈泡L₁的額定電壓和滑動變阻器允許通過的最大電流，并聯(lián)電路的電流特點求出電路中的最大總電流，根據(jù)P=UI求出最大功率．

解答 解：由P=UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{1W}{2V}$=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，兩燈泡的電阻分別為：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{12V}{0.5A}$=24Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
（1）閉合S₁、S₂、S₃時，燈泡L₁與滑動變阻器并聯(lián)，電流表測干路中的電流，滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電流表的示數(shù)最小，
因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，
所以，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{{R}_{1}R}{{R}_{1}+R}$=$\frac{24Ω×12Ω}{24Ω+12Ω}$=8Ω，
電路中的最小電流：
I_小=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{12V}{8Ω}$=1.5A，故A正確；
（2）閉合S₁、S₂，斷開S₃時，電路為L₁的簡單電路，
因此時燈泡L₁兩端的電壓和額定電壓相等，
所以，L₁的功率為6W，故B正確；
（3）只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時，燈泡L₂與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{12Ω+4Ω}$=0.75A，
因通過燈泡L₂的電流大于額定電流，
所以，L₂不能正常發(fā)光，故C不正確；
（4）燈泡L₁與滑動變阻器并聯(lián)且滑動變阻器允許通過的電流最大時電路消耗的電功率最大，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，且I₁=0.5A，I_滑=2A，
所以，電路中的最大電流：
I_最大=I₁+I_滑=0.5A+2A=2.5A，
電路消耗的最大電功率：
P_最大=UI_最大=12V×2.5A=30W，故D正確．
故選C．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點、歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意電路中最大電流的判斷．