Question

如圖所示電路，電源兩端電壓不變，設(shè)燈的電阻不隨溫度變化．當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光，R₁消耗的功率為18W；當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈L的功率為其額定功率的1/9，R₂消耗的功率為2W，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．2R₁=R₂
B．R_L=R₁+R₂
C．燈L的額定功率為18W
D．只閉合S₁時(shí)，電路消耗功率為36W

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，R₁、R₂和燈泡并聯(lián)，根據(jù)P=，用R₁消耗的功率和電阻表示出電源的電壓，代入燈泡消耗的功率，求出R_L；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，R₁、R₂和燈泡串聯(lián)，先求出電路中電流，利用此時(shí)燈泡功率是額定功率的，求出R₁、R₂和燈泡電阻之間的關(guān)系，再利用R₂消耗的功率求出R₂，聯(lián)立方程即可求出燈泡的額定功率和它們的電阻關(guān)系；
（3）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)已知條件和P= 求出此時(shí)電路消耗功率．
解答：解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，等效電路圖如圖：
電阻R₁、R₂和燈泡L并聯(lián)，
∵燈L正常發(fā)光，
∴此時(shí)燈的實(shí)際功率就是額定功率，
∵P=
∴U²=P₁R₁--------------------------------①
R_L額定功率P_額==，
R_L=------------------------②
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，等效電路圖如圖：
電阻R₁、R₂和燈泡L串聯(lián)，
此時(shí)燈泡的功率
P_L=I²R_L=（）²R_L=P_額，
把①②式代入上式可得：
2R_L=R₁+R₂------------------------③
R₂消耗的功率
P₂=I²R₂=（）²R₂=2W
即R₂=------------------------④
聯(lián)立②③④式得：
P_額=18W，R₁=R₂=R_L；
（3）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，電路為R₂的簡(jiǎn)單電路，
此時(shí)電路的總功率P===P₁=18W；
由以上計(jì)算可知，只有C符合題意．
故選C．
點(diǎn)評(píng)：本題的關(guān)鍵是認(rèn)清電路的串并聯(lián)，利用歐姆定律和電功率公式找到電阻R₁、R₂和R_L的關(guān)系，屬于難題．