Question

9．如图所示的电路中，电源电压保持不变，只闭合S₁、S₃时，标有“6V  3W”字样的灯泡L恰好正常发光（灯泡灯丝的电阻不随温度的变化而变化），电流表示数为0.75A．下列判断中正确的是（　　）

• A． R的电阻为12Ω
• B． 只闭合S₂时，电压表的示数为6V
• C． 电路消耗的最大功率为4.5W
• D． 只闭合S₂时，电流表的示数为0.25A

Answer 1

分析 （1）闭合S₁、S₃时，由R与L并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，由灯泡正常发光可得电源电压，由并联电路特点和欧姆定律计算R的阻值；
（2）只闭合S₂时，R与L串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，由串联电路特点和欧姆定律计算电路中电流和电压表示数；
（3）根据电路特点，由P=UI分析并计算电路的最大功率．

解答 解：
（1）由图可知，闭合S₁、S₃时，由R与L并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，
由题知，此时灯泡正常发光，由并联电路电压特点可知，电源电压：U=U_额=U_R=6V，
由P=UI可知灯泡此时的电流：I_L=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由并联电路的电流特点可得R的电流：I_R=I-I_L=0.75A-0.5A=0.25A，
所以R的阻值：R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，故A错误；
（2）由图可知，只闭合S₂时，R与L串联，电流表测电路中电流，电压表测R两端电压，
灯泡电阻R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流：I′=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{24Ω+12Ω}$=$\frac{1}{6}$A≈0.17A，即电流表示数为0.17A，故D错误；
此时R两端电压：U_R=I′R=$\frac{1}{6}$A×24Ω=4V，即电压表示数为6V，故B错误；
（3）当R与L并联时，电路的总电阻最小，电流最大，
所以电路消耗的最大功率：P=UI=6V×0.75A=4.5W，故C正确．
故选C．

点评 本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律和电功率公式的应用，正确分析开关在不同状态下电路状态的电表所测物理量是解题的关键．