题目内容
【题目】如图所示电路,电源两端电压不变,设灯的电阻不随温度变化.当开关S1、S2都闭合时,灯L正常发光,R1消耗的功率为36W;当开关S1、S2都断开时,灯L的功率为其额定功率的 ,R2消耗的功率为2W,则下列说法正确的是( )
A.R1=2R2
B.RL=R1+R2
C.灯L的额定功率为24W
D.只闭合S2时,电路消耗功率为72W
【答案】D
【解析】解:设灯的电阻不随温度变化.当开关S1、S2都闭合时,两电阻并联后再与灯并联,灯L正常发光,电源电压等于灯的额定电压,R1消耗的功率为36W;根据P= 得:U2=P1R1=36W×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当开关S1、S2都断开时,三个用电器串联,灯L的功率为其额定功率的 ,根据P= ,灯的电阻不变时,电功率与电压的平方成正比,此时灯的实际电压为 ,由串联电路电压的规律,R1、R2的总电压为U﹣ = ,
根据分压原理,RL=R1+R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,B正确;
由于灯L正常发光,此时灯的实际功率就是额定功率,
灯的额定功率PL额= = = ,所以,RL= ﹣﹣﹣﹣﹣③(2)当开关S1、S2都断开时,电阻R1、R2和灯泡L串联,
根据串联电路的总阻值等于各电阻之和可知:此时总阻值R串联=R1+R2+RL ,
R2消耗的功率P2=I2R2= R2═2W,
即 R2=2W,因PL额= ,故 R2= × ×R2= ×R2=2W,
即 R2=2W,
所以,PL额= ×RL﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立②③④式得:2R12﹣5R1R2+2R2=0,解之:R1= 或R1=2R2 , A正确;
将R1的值分别代入②得:RL= R2或RL=3R2
再将RL的表达式分别代入④得:
PL额= = =12W
或 = =24W;C正确;
只闭合S2时,为灯的简单电路,电路的功率即灯的额定功率为12W或24W,D错误;
故选D.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR),以及对电功率的计算公式的理解,了解计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R.