Question

10．如圖所示，是養(yǎng)殖場冬季來調(diào)控光照、室溫設(shè)備的原理電路圖．此設(shè)備的目的是：夜晚對圈舍內(nèi)加溫，同時增大光照；白天只進(jìn)行適當(dāng)保溫，不進(jìn)行燈光照射．電路圖中R₁、R₂是電熱絲．R₁：R₂：R_L=1：2：3，S₁、S₂可以同時斷開或閉合，以實現(xiàn)白天和夜晚的調(diào)控要求．開關(guān)S閉合后，下列說法錯誤的是（　�。�

• A． 當(dāng)S₁、S₂同時斷開時，設(shè)備運動處于白天調(diào)控狀態(tài)
• B． 當(dāng)S₁、S₂同時閉合時，設(shè)備為夜晚調(diào)控狀態(tài)，R_L的功率與總功率之比為1：3
• C． 當(dāng)S₁、S₂同時斷開時，在相同時間內(nèi)R₁和R₂產(chǎn)生的熱量之比為2：1
• D． 當(dāng)S₁、S₂同時閉合時與S₁、S₂同時斷開時，兩電路的總功率之比為9：2

Answer 1

分析 A、S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁和R₂組成串聯(lián)電路，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析電路中的電功率，從而判斷用電狀態(tài)；
B、開關(guān)S、S₁、S₂同時處于閉合狀態(tài)，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析R_L的功率與總功率之比；
C、S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁和R₂組成串聯(lián)電路，利用公式Q=W=I²Rt分析得出在相同時間內(nèi)R₁和R₂產(chǎn)生的熱量之比；
D、當(dāng)S₁、S₂同時閉合時與S₁、S₂同時斷開時，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析總功率之比．

解答 解：由題意可知：R₁：R₂：R_L=1：2：3，則：R₂=2R₁，R_L=3R₁；
A、S閉合，S₁、S₂同時斷開時，R₁和R₂組成串聯(lián)電路，燈泡L斷路不發(fā)光，且電路中的電阻最大，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，此時電路中的電功率最小，為保溫狀態(tài)，設(shè)備運動處于白天調(diào)控狀態(tài)，故A正確；
B、S、S₁、S₂同時處于閉合狀態(tài)，R₂被短路，R₁和燈泡L組成并聯(lián)電路，則P_總=P_L+P₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{4{U}^{2}}{3{R}_{1}}$，
所以，P_L：P_總=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$：$\frac{4{U}^{2}}{3{R}_{1}}$=$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{1}}$：$\frac{4{U}^{2}}{3{R}_{1}}$=1：4，故B錯誤；
C、S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁和R₂串聯(lián)，Q₁：Q₂=I²R₁t：I²R₂t=R₁：R₂=1：2，故C錯誤；
D、S、S₁、S₂同時處于閉合狀態(tài)，P_總=P_L+P₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{4{U}^{2}}{3{R}_{1}}$，開關(guān)S閉合，S₁、S₂斷開時，R₁和R₂串聯(lián)，P_總′=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+2{R}_{1}}$=$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{1}}$，P_總：P_總′=$\frac{4{U}^{2}}{3{R}_{1}}$：$\frac{{U}^{2}}{3{R}_{1}}$=4：1，故D錯誤．
本題選錯誤的，故選BCD．

點評 本題為電學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對歐姆定律、焦耳定律、電功率公式、串聯(lián)并聯(lián)電路特點的掌握和運用，會根據(jù)開關(guān)的開閉狀態(tài)確定電路的連接方式是本題的關(guān)鍵．