Question

10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的單刀雙擲開(kāi)關(guān)電路，電源電壓保持不變，燈L₁標(biāo)有“3V 3W”的字樣，燈L₂標(biāo)有“6V 3W”的字樣．當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2位置且滑片P滑到A端時(shí)，燈L恰好正常發(fā)光（燈絲電阻不隨溫度變化），下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 電源電壓為9V
• B． L₂正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流為0.6A
• C． 要使L₁正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)為3Ω
• D． 當(dāng)L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩種電路消耗的總功率相同

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至2位置且滑片滑到A端時(shí)，電路為L(zhǎng)₂的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，利用P=UI求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率可知電路中的總功率；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至1位置時(shí)，燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，燈泡L₁正常工作時(shí)其兩端的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，根據(jù)P=UI求出此時(shí)電路中的總功率，進(jìn)一步求出當(dāng)燈L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)兩次電路總功率之間的關(guān)系．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2位置且滑片P滑到A端時(shí)，等效電路圖如下圖所示：

因燈L₂恰好正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U₂=6V，故A錯(cuò)誤；
由P=UI可得，L₂正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，故B錯(cuò)誤；
此時(shí)電路的總功率P=P₂=3W；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至1位置時(shí)，等效電路圖如下圖所示：

因L₁正常發(fā)光，
所以，燈泡L₁兩端的電壓U₁=3V，功率P₁=3W，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U₁=6V-3V=3V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{1A}$=3Ω，故C正確；
電路的總功率P′=UI₁=6V×1A=6W，
所以，當(dāng)L₁、L₂分別正常發(fā)光時(shí)，兩種電路消耗的總功率不相同，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等．