Question

2．如图所示，电源电压和灯L的电阻不变，灯L上标有“6V 3W”字样．当开关S闭合，滑片P移至a端时，电流表的示数为1.0A，灯L正常发光；当开关S断开，滑片P移至b端时，电源电压U和灯L消耗的电功率P为（　　）

• A． 3V 1.5W
• B． 3V 0.75W
• C． 6V 1.5W
• D． 6V 0.75W

Answer 1

分析 （1）当开关S闭合，滑片P移至a端时，灯泡和变阻器并联电流表测干路电流，根据额定电压下灯泡正常发光得出电源的电压，根据I=$\frac{P}{U}$求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．
（2）当开关S断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，先根据欧姆定律求出灯泡的电阻，再根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，最后根据P=I²R求出灯L消耗的电功率．

解答 解：（1）当开关S闭合，滑片P移至a端时，灯泡和变阻器并联电流表测干路电流，

因为灯泡正常发光，
所以电源电压U=U_变=U_L额=6V，
由P=UI得：通过灯泡的电流I_L额=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和，则通过变阻器的电流I_变=I-I_L额=1A=0.5A=0.5A；
由欧姆定律得：滑动变阻器的最大阻值：R_滑=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω．
（2）由欧姆定律得：灯泡的电阻R_L=$\frac{{U}_{L额}}{{I}_{L额}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
当开关S断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，

根据串联电路的电阻特点可知：此时总阻值为R′=R_滑+R_L=12Ω+12Ω=24Ω，
电路中的电流I′=$\frac{U}{R′}$=$\frac{6V}{24Ω}$=0.25A，则灯泡的实际功率：P_实=I′²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
故选D．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是两种情况电路串并联的辨别和知道额定电压下灯泡正常发光．