Question

10．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(dòng)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(shuō)法不正確的是（　　）

• A． 閉合S₁、S₂、S₃時(shí)，電流表的最小示數(shù)是1.5A
• B． 閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃時(shí)，L₁的功率為6W
• C． 整個(gè)電路消耗的最大功率為36W
• D． 只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時(shí)，L₂正常發(fā)光

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(shí)，燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)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(kāi)S₃時(shí)，電路為L(zhǎng)₁的簡(jiǎn)單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等得出此時(shí)燈泡的實(shí)際功率；
（3）燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)且滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流最大時(shí)電路消耗的電功率最大，知道燈泡L₁的額定電壓和滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流，并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的最大總電流，根據(jù)P=UI求出最大功率；
（4）只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時(shí)，燈泡L₂與滑動(dòng)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．

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(shí)，燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)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=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{12V}{8Ω}$=1.5A，故A正確；
（2）閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃時(shí)，電路為L(zhǎng)₁的簡(jiǎn)單電路，
因此時(shí)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）燈泡L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)且滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流最大時(shí)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C不正確；
（4）只閉合S₃，變阻器滑片滑到最右端時(shí)，燈泡L₂與滑動(dòng)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(guò)燈泡L₂的電流大于額定電流，
所以，L₂不能正常發(fā)光，故D不正確．
故選CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)、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．