题目内容
分析:(1)当开关S闭合、滑动变阻器R2的滑片P滑到A端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等可知电源的电压,根据P=UI求出通过灯泡的电流,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,根据并联电路的电流特点求出通过R1的电流,利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1的阻值进一步求出R1与RL的比值;
(2)当开关S断开时,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为1.2V时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的电阻与小灯泡的电阻之比;
根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为3.6V时灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=UI求出电路消耗的总电功率.
(2)当开关S断开时,灯泡与滑动变阻器串联,根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为1.2V时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的特点和欧姆定律求出滑动变阻器R2接入电路的电阻与小灯泡的电阻之比;
根据串联电路的电压特点求出电压表的示数为3.6V时灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=UI求出电路消耗的总电功率.
解答:解:(1)关S闭合时的等效电路图如图一所示:

∵并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
∴电源的电压U=UL=6V,故A正确;
流过灯泡的电流IL=
=
=0.5A,
灯泡电阻RL=
=
=12Ω,
流过电阻R1的电流I1=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A,
电阻R1的阻值R1=
=
=60Ω,
R1:RL=60Ω:12Ω=5:1,故B不正确;
(2)开关S断开时,等效电路图如图二所示:

当电压表的示数为1.2V时,
灯泡两端的电压UL′=U-U2=6V-1.2V=4.8V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
=
=
=
=
,故C正确;
当电压表的示数为3.6V时,
灯泡两端的电压UL″=U-U2′=6V-3.6V=2.4V,
电路中的电流:
I′=IL′=
=
=0.2A,
电路消耗的总电功率:
P总=UI′′=6V×0.2A=1.2W,故D正确.
故选ACD.
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,
∴电源的电压U=UL=6V,故A正确;
流过灯泡的电流IL=
| PL |
| UL |
| 3W |
| 6V |
灯泡电阻RL=
| UL |
| IL |
| 6V |
| 0.5A |
流过电阻R1的电流I1=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A,
电阻R1的阻值R1=
| U |
| I1 |
| 6V |
| 0.1A |
R1:RL=60Ω:12Ω=5:1,故B不正确;
(2)开关S断开时,等效电路图如图二所示:
当电压表的示数为1.2V时,
灯泡两端的电压UL′=U-U2=6V-1.2V=4.8V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴
| R2 |
| RL |
| ||||
|
| U2 | ||
|
| 1.2V |
| 4.8V |
| 1 |
| 4 |
当电压表的示数为3.6V时,
灯泡两端的电压UL″=U-U2′=6V-3.6V=2.4V,
电路中的电流:
I′=IL′=
| ||
| RL |
| 2.4V |
| 12Ω |
电路消耗的总电功率:
P总=UI′′=6V×0.2A=1.2W,故D正确.
故选ACD.
点评:本题考查了电阻与功率的计算,分析电路结构,画出等效电路图是正确解题的前提以基础,灵活应用串并联电路的特点、欧姆定律、功率公式及其变形公式,是正确解题的关键.
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