Question

17．某同學設計了如圖所示的雙向開關電路，電源電壓保持不變，燈L₁標有“3V　3W”字樣，燈L₂標有“9V　4.5W”字樣．當開關撥至2位置且滑動變阻器滑片P滑到A端時，燈L₂恰好正常發(fā)光．下列說法中正確的是（不計燈絲電阻隨溫度的變化）（　�。�

• A． 電源電壓為12V
• B． 當燈L₁、L₂ 分別正常發(fā)光時，兩次電路的總功率之比為2：3
• C． 要使L₁正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路的阻值應為6Ω
• D． L₂正常發(fā)光時，電路中的電流為2A

Answer 1

分析 （1）當開關撥至2位置且滑片滑到A端時，電路為L₂的簡單電路；根據燈泡在額定電壓下正常工作結合L₂的銘牌得出電源的電壓，根據I=$\frac{P}{U}$得出此時電路中的電流，根據P=UI求出此時電路中的總功率．
（2）當開關撥至1位置時，燈泡L₁與滑動變阻器串聯；燈泡L₁正常工作時其兩端的電壓和額定電壓相等，根據I=$\frac{P}{U}$求出此時電路中的電流，根據串聯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）當開關撥至2位置且滑片滑到A端時，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=9V，故A錯誤；
由P=UI可得，此時電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{4.5W}{9V}$=0.5A，故D錯誤；
此時電路的總功率：
P=UI=9V×0.5A=4.5W；
（2）當開關撥至1位置時，等效電路圖如下圖所示：

當L₁正常發(fā)光時，U₁=3V，P₁=3W，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{3V}$=1A，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U₁=9V-3V=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}^{′}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω，故C正確；
電路的總功率：
P′=UI′=9V×1A=9W，
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=9W：4.5W=2：1，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，關鍵是知道燈泡正常工作時的電壓和額定電壓相等．