Question

15．如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成．超导部件有一个超导临界电流I_C，当通过限流器的电流I＞I_C时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零，即R₁=0）转变为正常态（一个纯电阻，且R₁=3Ω ），以此来限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流I_C=1.2A，限流电阻R₂=6Ω，小灯泡L上标有“6V 6W”的字样，电源电动势E=8V，内阻r=2Ω．原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则（　　）

• A． 灯泡L短路前通过R₂的电流为$\frac{4}{7}$A
• B． 灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态，通过灯泡电流为零
• C． 灯泡L短路后通过R₁的电流为4A
• D． 灯泡L短路后通过R₂的电流为$\frac{2}{3}$A

Answer 1

分析 灯泡短路时，只有R₂接入电路，则由闭合电路的欧姆定律可得出电路中电流变化，超导体可能失超；电路为两个电阻并联，由电阻的并联可求得总电阻；则可求得总电流及流过R₁的电流；由电源的输出功率的计算公式可知电源输出功率的变化．

解答 解：A、短路前，灯泡与超导电阻串连接入电路，因灯泡正常发光，则电路中电流为：I_L=$\frac{P}{U}$=1A；故A错误；
B、短路后，电路中电路I=$\frac{E}{r}=\frac{8}{2}=4A$＞1.2A，超过临界电流，故超导体失超，转化为正常态，由于灯泡短路，所以灯泡电流为零，故B正确；
C、灯泡短路后，两个电阻并联，电路中的电阻为：R′=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=2Ω，路端电压为：U=$\frac{E}{R′+r}$R′=4V，通过R₁的电流为：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{4}{3}$A，故C错误；
D、灯泡短路后，R₂的电流为：I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3}$．故D正确．
故选：BD

点评 本题是信息题，首先要抓住关键信息：限流器的电流I＞Ic时，将造成超导体失超，从超导态转变为正常态，再根据闭合电路欧姆定律进行研究．